
如果你曾经站在一个完整的雷克斯暴龙化石面前,毫无疑问它是那个时代的顶级掠食者。成年恐龙体型巨大,有着巨大的头骨和香蕉大小的锯齿状牙齿。成年霸王龙的咬合力一直是许多科学研究的主题,但究竟是什么导致了这种强大的咬合力统治了恐龙时代的末期,这个谜团一直没有解开。
在9月份发表在《解剖学记录》(the anatomy Record)杂志上的一项研究中,一组科学家试图了解在霸王龙出现之前数百万年在亚洲和北美地区徘徊的暴龙物种的口腔武库。通过对撕咬力的分析,以及暴龙在吃东西时头盖骨所承受的压力,研究人员表明,在漫长的历史中,暴龙的咬骨能力逐渐增强。他们还发现,即使在幼年时期,雷克斯霸王龙也能发出真正可怕的撕咬。
对于研究人员来说,为他们的分析建立九种暴龙的三维头骨模型并不容易。领导这项研究的芝加哥大学(University of Chicago)博士生埃文·约翰逊-兰森(Evan Johnson-Ransom)说,仅仅重建两个亚洲物种的数字头骨就“花了大约三个月的时间,因为我们必须处理扁平的标本”。
但研究小组坚持了下来,最终发现暴龙的鼻子符合两种基本形状:对于那些更纤细的,比如早期的暴龙和幼年霸王龙,鼻子是柔软的;对于更强壮的,比如成年霸王龙,鼻子是强壮的。然后,每个三维模型都要进行有限元分析,这是一种确定生物结构上的应力和应变的技术。在这种情况下,压力指的是施加在颅骨上的力,它能够承受极端的用力。
约翰逊-兰森说,在中等到高度的压力下,头骨“在进食时进行了大量的咬伤或大量的繁重工作”。较低的压力表明霸王龙不像其他物种那样咬得那么用力。
一些结果是意料之中的:体型越大的暴龙,咬合力就越大。
其他结果更令人惊讶:鼻子的形状与头骨上的压力并不一定相关。事实上,一些早期的、鼻子纤细的暴龙头骨压力较低,这表明“它们咬起来没有那么用力,”约翰逊-兰森说。但当像霸王龙这样的猛兽用它的咬碎猎物时,它的头骨受到的压力很大。
英国布里斯托尔大学(University of Bristol)古生物学教授艾米丽·雷菲尔德(Emily Rayfield)没有参与这项研究,她称赞研究人员通过分析克服了过去的技术限制。但霸王龙的结果让她吃惊。
她说:“它们更宽的头骨里有更多的颌部肌肉,这意味着它们咬起来更用力,但结果是它们的头骨仍然承受着相对较高的压力。”
在成年健壮之前,幼年霸王龙有一个纤细的鼻子。这项新研究强调了幼年霸王龙的进食能力如何让它占据了一个与成年后不同的生态位,成年后它的头骨和牙齿可以对付更大的猎物。
但研究表明,即使在幼年时期,雷克斯霸王龙的颚肌力量也比它的任何非雷克斯霸王龙祖先都更有力。无论年龄大小,这都是一种强大的掠食者。
其他研究人员表示,这一发现可能是该研究中最有价值的部分之一。
“成年暴龙不是在真空中存在的,”马里兰大学(University of Maryland)脊椎动物古生物学家托马斯·霍尔茨(Thomas Holtz)说,他没有参与这项研究。“每只成年霸王龙都必须先从幼年和幼年时期生存下来,而暴龙本身就是漫长进化史的产物。”
作者希望他们的方法可以应用于其他研究较少的恐龙。约翰逊-兰森已经开始了研究,他在脊椎动物古生物学家协会(Society of Vertebrate paleon学家)10月份的一次会议上展示了有限元分析可以告诉我们的关于棘龙的信息。棘龙是一种巨大的食肉动物,背部有巨大的帆。



