霸王龙即雷克斯龙(Tyrannosaurus Rex),生存于白垩纪末期的马斯特里赫特阶(MAA)距今约6850万年到6500万年的白垩纪最末期,是白垩纪-第三纪灭绝事件前最后的非鸟类的恐龙种类之一。化石分布于北美洲的美国与加拿大,是最晚灭绝的恐龙之一。 霸王龙属暴龙科中体型最大的一种。体长约11.5-14.7米。平均臀部高度约4米。最高臀高可达到5.2米左右,头高最高近6米。平均体重约9吨,(生态平均约7.6吨),最重14.85吨,头部长度最大约1.55米。咬合力一般9万牛顿—12万牛顿,嘴巴末端最大可达20万牛顿左右,同时也是体型最为粗壮的食肉恐龙。 霸王龙的属名在古希腊文中意为「残暴的蜥蜴王」,种名在拉丁文中意为国王。
霸王龙的最早的祖先来自三叠纪晚期的始盗龙,它身长只有90厘米,还不到1米,体重只有5到7千克。始盗龙的的下颌中部没有一些素食恐龙那种额外的连接装置。而是在下颚的中间,有一个能够让下颚弯曲的活动关节,当双颚咬住东西的时候便会紧紧钳住猎物,而暴龙就有这种下颚。
它还有一些有趣的地方,比如始盗龙具有5根“手指”,而后来出现的食肉恐龙的“手指”数则趋于减少,到了最后出现的霸王龙等大型食肉恐龙只剩下三到两根“手指”了。再如,始盗龙的腰部只有三块脊椎骨支持着它那小巧的腰带,而后来的恐龙越变越大时,支持腰带的腰部脊椎骨的数目就增加了。
数十年来,古生物学家一直认为霸王龙是其他巨型捕食者的后裔,例如异特龙(其实霸王龙并不是异特龙的后裔),它是最大,更多牙齿的恐龙的最后一代,这就是超级肉食恐龙的假设,似乎是理所当然的,但这并不正确。推测它会潜伏在植物丛中发动突击,强壮的前肢上长有3个指爪,为重要的武器,一般以中型至大型草食性恐龙为食物,无疑是侏罗纪恐龙除了蛮龙以外最强的天敌之一,但到了白垩纪早期,异特龙突然消失在地球上,到了白垩纪晚期,暴龙科的霸王龙才出现在地球上。
近几年发现的霸王龙和肉食恐龙有很多相异之处,就拿它的脚为例子,它那突出的第三趾是很多白垩纪末期恐龙的特征,但它们都是小恐龙,他们并不是我们熟知的大型肉食恐龙,如似鸵龙。霸王龙其实是小型肉食动物,但后来演化成极为巨大的体型,它们和其他大型肉食恐龙并没有任何关联,从解剖学分析可以轻易的辨认出那些恐龙与霸王龙没有关系。
要追踪出霸王龙的进化历程就甚为困难—化石纪录中有一大段空白,接着霸王龙的第一位巨型祖先就突然出现了,直到在加拿大阿伯塔省海拔1300米的山区发现了新的线索,这里有一段保存完好的史前海滨,线索烙印在此地已经有好几百万年了,加拿大恐龙足迹最多的地方是阿伯塔省一处叫‘大仓’的煤矿,那里发现了甲龙等恐龙的足迹,他们通过巨大的崖面,发现这里一度是滨海的泥地,这个地点之所以重要是在于它的年代有一亿年之久,但附近却没有发现同时期的骨骸化石,所以专家们猜测,这是恐龙迁徙的时候留下的,在这些足迹里面并没有霸王龙的,但是根据这些细长的足迹来判断是某种巨型恐龙留下的,这也许是它的祖先。
这种恐龙是雷克斯暴龙演化过程中一个转折点,与当时其他小型捕食恐龙不同,它是利用双颚来杀死猎物,而不是使用前肢。这种适应性变化造成霸王龙的兴起和它独特的外形,霸王龙最早来源于始暴龙,始暴龙体型细长,前肢也很长。演化至独龙时,它的头变得更大,前肢变得更短,独龙和霸王龙类似,但细看各个特征的时候会发现它比霸王龙更为原始。
古生物学家认为霸王龙最近的亲戚有两种:一是北美洲的惧龙,霸王龙在眼睛上方有一块大骨突,而在蒙大拿发现的恶暴龙化石,这个骨突就比较不突出,在早期的惧龙身上甚至更小。二是亚洲的特暴龙,特暴龙原本称为暴龙,但事实上它们有很多相异处,例如连接头部的后脑干部分。
根据2011年的研究报告,在7500万年前的坎帕阶,朱迪斯河组发现了一个暴龙亚科泪骨化石CM 9401,被归类于Tyrannosaurus sp,但中坎帕阶离霸王龙生存的晚马斯特里赫特阶比较遥远了,足足差了800万-900万年,所以有可能属于别的暴龙亚科,例如惧龙属。 一直以来,霸王龙是否披羽存在争议,根据其近亲研究通过华丽羽王龙披羽的化石证据从而引导出霸王龙超科物种都披羽的理论,但该理论存在一个缺陷就是华丽羽王龙并非霸王龙的直系祖辈科。而根据其古地理学研究,霸王龙生活的时代正处于全球变暖时期,加上霸王龙本身就已是体型庞大,足以自身保暖加之当时全球变暖和生活环境的固有温暖。再披羽无疑是加重了散热负担。除此之外,霸王龙的皮肤印痕化石也已被发现。从而否定了全身披羽论。
有些科学家认为亚洲的勇士特暴龙(Tarbosaurus bataar)是暴龙超科的第一个有效种,而其他科学家则认为特暴龙是独立的属。除此之外还有许多暴龙科的种已被提出,但它们多被认为是暴龙的异名,或被分类于其他属。 一支古生物学家团队确认,于1991年在加拿大西部发现的暴龙化石,是全球迄今发现的最大暴龙(Tyrannosaurus)。加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)团队表示,这只取名为“斯科蒂”(Scotty)的暴龙身长13米,体重很可能在8800公斤以上,超越过去所发现的所有肉食性恐龙。
霸王龙
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霸王龙是恐龙总目暴龙科中体型最大的肉食性动物,其平均体长11.5至14.7米,头高近6米,体重9吨左右,而最令人生畏的是霸王龙的那一张大嘴,研究表明,霸王龙的咬合力一般都可以达到9至12万牛顿,而其最大咬合力(嘴巴末端)更是可以高达20万牛顿左右。
如此强悍的“配置”使得霸王龙成为了白垩纪末期(距今大约6850万年到6500万年)的顶级掠食者,同时也使霸王龙成为了我们心目中最具代表性的远古巨兽之一。然而在众多远古巨兽之中,霸王龙也是被人们调侃得最多的,原因就是霸王龙的前肢短得离谱。
霸王龙的前肢的长度一般只有0.8米左右,虽然这与我们人类的手臂长度差不多,但考虑到霸王龙庞大的体型,这种长度前肢就显得短得离谱了,按照比例来看,霸王龙的前肢连自己的嘴都摸不到,当然也摸不到自己的脚。威风凛凛的霸王龙,却长了一双如此短的“小手”,这确实是有点尴尬。
霸王龙的尴尬,前肢短得连自己的嘴都摸不到,它的前肢有什么用?不得不说,在这双“小手”的装扮下,让霸王龙在我们的眼中忽然就变得“萌萌哒”,这让我们对这种原本凶猛异常的史前巨兽多了不少的好感。
当然了,当时的霸王龙是不会在意几千万年后人类对它们的看法的,那么霸王龙的这双“小手”除了卖萌以外,还能做什么呢?对此,古生物学家推测,霸王龙的前肢所起到的最主要的作用应该是保持身体的平衡。
研究表明,霸王龙起源于生活在1.25亿年前的始暴龙,这种恐龙体长4.5至6米,体重2吨左右,属于始盗龙演化出的一个分支,它们的最大特点就是利用大嘴来捕食猎物,而不是前肢。
在后续的演化过程中,始暴龙的头部进化得越来越大,为了支持其庞大的头部,同时也为了不使自己的奔跑速度降低,它们身体和双腿也相应地变得越来越大,尾巴也变得越来越长。
显而易见的是,如果它们的前肢也跟着长大的话,那么就会造成其身体失去平衡。正是因为如此,它们的前肢就在进化过程中一直保持着原来的样子,甚至还出现了一定程度的退化(因为基本上没什么用),到了进化成霸王龙的时候,就变成了令霸王龙尴尬的前肢,而这双“小手”所起的作用就是保持身体的平衡。
当然了,这双“小手”只是用来保持平衡似乎是有点浪费了,人们普遍认为,尽管霸王龙的前肢短得离谱,但是这并不代表它的前肢就不强壮,因此霸王龙的前肢应该还可以有其他的一些用处,比如说有人就认为,霸王龙的前肢有一定的支撑作用,它可以帮助霸王龙迅速地从俯卧状态爬起来,除此之外,对此人们还提出了一些猜测,下面我们来简单了解一下。
辅助进食虽然霸王龙是利用大嘴来捕食猎物,但是在进食的时候,如果只是用嘴的话就很不方便,在这种情况下,霸王龙就可能会用它的前肢来控制自己捕猎到的猎物,从而方便自己更好地进食。
辅助交配霸王龙的体型庞大,在交配的过程中,它可能会利用自己的前肢来稳定自己以及配偶的身体。
辅助交流我们人类在通过语言交流的时候,通常都会用一些手势来做一些辅助,这样就可以更好让对方知道自己的意思,所以有就有人猜测,霸王龙的“小手”或许也可以起到类似的作用。需要指出的是,这种说法还是有一定的道理的,因为霸王龙并不是独来独往,它们之间还是存在着一定程度的团队协作,既然有团队协作就肯定存在着交流,那么霸王龙会做出一些“手势”也是说得通的。
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暴龙类恐龙是有史以来生活在地球上的大型肉食性恐龙之一,而距今1.3亿年的帝龙此前一直被认为是最原始的暴龙类恐龙,而霸王龙的出现则标志暴龙家族的演化达到了顶峰。暴龙、帝龙、霸王龙……仅凭这些凶猛强悍的名字便让人不寒而栗,更不要说影片《侏罗纪公园》给人留下的恐怖记忆。不过,一个包括中国、美国和加拿大学者在内的研究小组不久前发现了暴龙类“身形小巧”的祖先,并赋予其一个“优美”的名字——五彩冠龙。
此次发现的冠龙化石产于中国新疆准噶尔盆地五彩湾,地质时代大约为1.6亿年前。冠龙的发现把暴龙类恐龙的确切化石记录提前了近3千万年,从而取代帝龙成为最原始的暴龙类恐龙。同时,冠龙化石也是已知保存最完整的侏罗纪虚骨龙类之一。此项研究的负责人,中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星博士将这个新物种命名为五彩冠龙(Guanlong Wucaii)。其属名“Guanlong”说明该龙的特征,头部有冠,种名“Wucaii”表明其发现地点五彩湾,那里有着色彩绚烂的岩石。
探究鸟类起源的关键
虚骨龙类包括暴龙类等许多常见于白垩纪(1.42亿~0.65亿年前)的进步猎食性恐龙类群。近年来,鸟类起源于虚骨龙类的假说得到了广泛承认。因此,虚骨龙类的研究是理解鸟类起源这一重要进化生物学命题的关键。过去的几十年中,发现于世界各地的化石为复原恐龙—鸟类的演化提供了大量的信息,尤其是近年来发现于我国辽宁西部白垩纪早期热河群的长羽毛恐龙化石更是为鸟类最重要的两个特征:羽毛与飞行的起源和演化提供了直接证据。但由于已知最早的鸟类——发现于德国的始祖鸟生存于侏罗纪晚期,因此,恐龙—鸟类转化的历史发生在侏罗纪晚期以前,有关这一转化的最直接证据应该保存在侏罗纪地层。
在继续研究长羽毛恐龙化石的形态、功能和系统学问题的同时,研究人员开始着眼于侏罗纪地层及埋藏化石的研究,在我国新疆准噶尔盆地的戈壁沙漠地区进行了一系列的科学考察。戈壁的考察终于有了突破:那就是发现了世界上已知最早的暴龙类——冠龙。该化石共包括两具骨架,通过组织学研究,可以确定这两具骨架分别代表大约7岁的幼年个体和12岁的成年个体。这两具骨架发现于同一地点,成年个体叠压在幼年个体之上。根据化石周围的岩性以及保存的状态推测,幼年个体可能被一些死去的动物吸引到淤泥坑,陷入坑中而死亡,接着成年个体也被吸引到坑中,并且遭遇了同样的命运。
头冠作用尤引人关注
冠龙有着一套奇特的特征组合:一方面,冠龙与其他进步的虚骨龙类一样有着长长的前肢,发育半月形腕骨;另外一方面,它的腰带的一些特征却类似于相对原始的兽脚类恐龙。最为奇特的是,它的头上竟然长着一个巨大的非常精巧而脆弱的嵴。如果这个嵴长在植食性恐龙头上,也许还不太奇怪,但它却长在凶猛的暴龙头上,这让人难以理解。研究人员推测头冠的功能可能是吸引异性或是炫耀自己,就像公鸡头上鲜艳的鸡冠一样。更为有趣的是,幼年个体的头冠要明显小于成年个体,据此推测头冠可能还是一个重要的性成熟标志。头冠也有可能是其他功能,比如发声,散热,其具体功能还有待进一步研究确认。
冠龙的发现告诉我们,亚洲地区是暴龙类早期演化最重要的地区之一。其实,在世界其他地区也曾经发现过许多原始的暴龙类,比如发现于白垩纪早期的始暴龙(Eotyrannus)就是一种前肢较长的原始暴龙类。一些发现于侏罗纪晚期的破碎标本甚至都有可能代表最早期的暴龙类。比如发现于北美洲的史脱克斯龙(Stokesosaurus)和欧洲的祖母暴龙(Aviatyrannis)都有呈现了一些典型的暴龙类的特征,很可能属于原始的暴龙类,只可惜保存的化石材料太少了。不管怎么样,这些化石表明在侏罗纪晚期的时候,暴龙类已经广泛地分布在北半球,开始了它们的繁盛历史。
暴龙演化的重要环节
通过分析这些化石记录,人们可以推测暴龙类可能的演化历史。一种可能是在侏罗纪中期,暴龙类起源于亚洲。早期的暴龙类个体较小,有着长长的前肢,体披着羽毛。随后,它们迁徙到其它地区,尽管亚洲当时可能已经开始脱离泛大陆,但是不排除存在着陆桥的可能性。后期的暴龙类逐渐地变大,前肢也慢慢地缩短变小,大型暴龙类身体上的羽毛甚至也退化了。这种体表皮肤衍生物的变化在动物界中有着现实的例子,比如,大象在幼年时期体表还有毛发存在,成年以后毛发就逐渐脱落消失了。根据生物体的比例效应,如果生物体形态不变,其体表面积变化速度远较长度变化速度快,其体积(或体重)变化速度又远较体表面积变化速度快。早期的暴龙由于个体比较小,其单位体积所对应的体表面积比较大,散热快,需要羽毛来保温。而到了晚期的暴龙,体积已经较其祖先有了极大的发展,羽毛也逐渐消失了。所以暴龙类羽毛从有到无的变化也正好对应了暴龙体型从小到大的发展过程。
暴龙家族的演化在白垩纪最末期达到了顶峰,以霸王龙的出现为标志。霸王龙之所以能够成为地球历史上最大的肉食动物之一,可能是因为它采用了一种新的发育方式:它不仅具有更快的生长速率,而且快速生长期的时间也相对延长了。这种有关暴龙类演化历史的假说仅仅是许多假说中的一种,其实还存在着许多其他可能的演化历史。比如,有可能在侏罗纪中期的时候暴龙类已经在地球上广泛分布,随后在各个大陆上独立演化或者相互交流。不管怎样,亚洲地区在暴龙类的整个演化历史进程当中起着重要作用。从奇特的冠龙到长羽毛的帝龙,从我们了解甚少的鹰龙(Alectrosaurus)到庞大的警霸王龙(Tarbosaurus),这些属种的发现一次又一次地提醒着人们:在暴龙类演化的各个关键时期,亚洲的暴龙类都扮演着重要的角色,暴龙家族的演化历史有着浓厚的亚洲色彩。