第三十九期:纪要||追寻恐龙足迹

来源: 作者:贵州博物馆-办公室 阅读:204次 发布时间:2020-09-25


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中国地质大学(北京) 邢立达副教授

首先,邢立达副教授表示很高兴来到贵州省博物馆给大家做此次报告并回顾了自己在贵州工作出野外的经历。

贵州有丰富的古生物资源,其中最著名的是海洋爬行生物,比如贵州龙、鱼龙等,此外侏罗纪、白垩纪时代的恐龙化石、恐龙足迹都曾在贵州被发现过,可以说在整个漫长的中生代时期,整个贵州都活跃着繁茂的古生物动物群。

恐龙足迹学是非常有意思的领域。恐龙化石是恐龙死后留下的,而恐龙生前做了什么,往往很难从恐龙骨骼化石上得到结论,但是恐龙足迹恰恰相反,它可以反映恐龙生前的故事,比如恐龙可以走多快,恐龙当时在做什么等等。目前,研究恐龙足迹的专家全世界不足100人,中国仅2-3人。然而,恐龙足迹资源却十分丰富,在我国除了福建、广西、青海、台湾、香港、澳门,其他地区都发现过恐龙足迹化石。

根据足迹化石,我们可以推论恐龙当时在做什么,这和调查犯罪现场非常相似。福尔摩斯可以从犯罪分子的脚印推断罪犯走得多快、去过什么地方、是否跛脚等等,所以足迹鉴定是非常重要的物证,在刑事侦查中具有不可忽视的作用。恐龙足迹鉴定也是如此,这需要给恐龙足迹翻模,测量足迹的各处长度,包括每个趾头的长度和宽度、趾间角的大小等等。

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(图1)工作人员给蜥脚类恐龙足迹翻模

这是在澳大利亚的沙滩上发现的巨大凹坑,工作人员正在用粉色的硅胶给足迹翻模。从图可见,一个恐龙足迹可以大到一个成年人完全坐进这个凹坑,这就是著名的蜥脚类恐龙的足迹,也是自贡发现的恐龙动物群的主要组成部分,包括蜀龙、马门溪龙、峨嵋龙等,这类恐龙从体型6-7米到40-50米不等,是地球上曾经生活过的最大的陆生动物,它的体长和体积已经逼近了地球能生活的最大动物的上限,如果再大的话,在陆地上其惊人的体重就会把腿压垮,它就必须到水里借助浮力生活。

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(图2)南美洲某化石点恐龙行迹示意图

我们得到了恐龙生前的信息,就像一部电影。比如这个在南美洲的化石点,很多的足迹组成一道行迹,很多行迹都是往一个方向且是平行往前走,这表明了一个在古生物学里非常重要的行为学特点,即这类恐龙是群居的。平行的行迹表示动物是群居的,因为群居动物一起往前走,它们之间的距离是相对一致的。人类可以用机械随意改变地球样貌,比如砍伐森林修路,但是,在漫长的生命史上,蜥脚类恐龙的出现,是除人类之外的其他动物群,第一次具备了去改变大自然环境的能力。试想一群体长大约40-50米的恐龙,它们一起往前走,仿佛军队一样,一边啃食周围的植物,很快它们就将整片森林夷为平地,它们路过的地方可能寸草不生。

恐龙足迹与恐龙化石“水火不容”,有恐龙化石的地方不会有恐龙足迹,有恐龙足迹的地方也不会有恐龙化石。这是因为恐龙骨骼化石的形成需要在恐龙死后的较短时间内被水流冲到湖底或河道中间沉积下来,等泥沙覆盖,但恐龙足迹化石的形成需要恐龙在沙滩或湿软泥土上留下足迹,且较长时间内没有被水流冲刷而得以固化,这是两种完全不同的条件。正是由于这种水火不容的关系使得恐龙足迹尤为重要。我们对整个四川盆地及贵州附近区域内侏罗纪时代生的恐龙,可以说是十分的了解,其中最重要的化石点就是自贡,但是在侏罗纪之后的白垩纪,时间跨度非常大的一个时期内,整个西南发生了什么?还有没有恐龙?在很长一段时间科学家都不敢妄下定论。直到古生物学家在西南展开了田野调查,用了十几年的时间,发现了上千个恐龙足迹,表明在白垩纪时期,西南地区有恐龙生活且种类十分丰富。

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(图3)恐龙足迹类型

在没有发现恐龙化石的地方,恐龙有没有存在过?存在什么恐龙?骨头学家说:我们不知道;足迹学家却说:有啥不知道?当出野外时,如果发现了一块骨骼化石,绝大多数人很难根据一块孤立的骨头来判断这是哪一种恐龙留下来的,但恐龙足迹不会,只需根据这张图,恐龙的大类便可以在几秒内确认下来:蜥脚类恐龙的足迹呈圆形,好比一个浴缸或坑,肉食性恐龙的足迹好比一个鸡爪,鸟脚类恐龙的爪子较钝,足迹像叶子一样。不同种类的恐龙,其足迹区别很大,因此我们可以迅速判断该区域在亿万年前生活过的恐龙种类,可以快速重现此地的古环境、古生态、古生物组成,这是恐龙足迹的魅力所在。

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(图4)中国恐龙足迹化石分布图

邢立达副教授讲,这是他老师手绘的一幅中国恐龙足迹化石分布图。从图可见,在西南、西北、华北地区,恐龙足迹分布较多,近几年在新疆、西藏做的大规模考察,也发现了很多恐龙化石、恐龙足迹化石。而这些地方恰好就是恐龙时代地层沉积物露头较多的地方。通常在植被丰富的地区,地层很难冒头,也就很难发现恐龙化石和足迹了。

邢立达副教授讲述了自己在野外悬崖上探寻恐龙足迹时的惊险故事。其实,很多恐龙足迹都在悬崖峭壁上,这是地球神秘的力量——造山运动所致,原本的平地被很大的力量拱起,成为一座山。现在西藏的很多足迹点都是在悬崖上,这是因为印度板块挤压亚欧板块的板块运动所致。

那么,古人看过恐龙足迹吗?可以说,古人看过但并不知道那是恐龙留下的足迹,所以许多神话传说就和恐龙化石、恐龙足迹有着千丝万缕的联系。我们同美国斯坦福大学东方古典系合作,试图在中国的传统文化中找到恐龙的线索。在很多文学作品里,都会出现落凤坡这个地名,它得名于在这些地方的石头上有很多兽脚类恐龙的脚印。但古人并不知道这是恐龙的脚印,他们只知道山鸡或鸟类最多只能在泥土上留下脚印,并不能在石头上留下脚印,便将这种神力归结于凤凰,于是将其取名为落凤坡。这样的故事非常多,比如在游戏中的游戏人物独眼巨人,有关他的传说是这样说的:有一天,在海边的渔民捡到一块石头,上面有凹坑,这块石头特别像人的头骨但是上面只有一个洞,也许是史前的巨人留下的。其实这是一块古代大象的头骨,这个洞是用来附着象鼻的。

 

 

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(图5、6)内蒙古“神鹰”足迹

这是在内蒙古发现的巨大的肉食性恐龙的足迹,当地的牧民认为这是“神鹰”的足迹。

 

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(图7、8)贵州“鬼手印”

这是在贵州发现的“鬼手印”,其实是三叠纪时期在贵州生活的主龙类爬行动物留下的脚印,它特别像人的大拇指外翻后的形状,其实这根外翻的大拇指实则为它的小趾,这便是手兽足迹。

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(图9)西藏“大脚印”

这是在西藏发现的化石点,藏民认为岩石上长达1-1.2米的巨大脚印是传说中的格萨尔王留下的,藏民将其开发为旅游景点,取名为“大脚印”。实际上,这是蜥脚类恐龙的后脚和前脚离得非常近后,产生的一种奇怪的足迹。

 

 

 

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(图10)莲花保寨内的恐龙足迹

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(图11)莲花保寨内的恐龙足迹的分布图

 

在重庆綦江的莲花保寨,我们揭开西南地区白垩纪恐龙秘密的重要环节。宋朝末年,当地地主在悬崖峭壁间修建了山寨,山寨内的地面有许多像莲花一样的凹坑,人们认为莲花是吉祥的象征,希望这些“莲花”可以保护山寨,因此取名为莲花保寨,并从山下运来了黄土将坑填平,以方便居住。正是由于这样的保护,这些看上去像莲花的恐龙足迹得以良好的保存,几百个恐龙足迹遍布山寨地面,非常漂亮壮观。

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(图12、13)莲花保寨内的“莲花”和“荷叶”

古人不仅在山寨里发现了“莲花”,还发现了“荷叶”,这些“荷叶”的叶脉实则是恐龙时代由于干旱而留下的泥裂,这些皲裂从水里暴露,最终被晒干。这里的“莲花”则是鸭嘴龙类留下的足迹,这是中国保存最好最完整的足迹化石。

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(图14)鸭嘴龙重复踩踏留下的足迹

经过仔细研究,我们认为莲花保寨可能是鸭嘴龙类频繁活动的区域,在地面的很多地方,都留下了重复踩踏的痕迹。在不到半米的地面,我们找到了9个恐龙足迹,该区域被来回踩踏,说明该区域为恐龙频繁活动区。

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(图15)鸭嘴龙立体足迹化石

 

刚开始由于上面的“木头纹路”工作人员误以为这是硅化木化石,然而,通过对凿下来的石块进行仔细研究发现它并没有木头的结构,这其实非常难得的立体恐龙足迹化石。这是一只鸭嘴龙,踩到了非常深的泥坑后,它的三个脚趾头和脚后跟在泥土里面做出了动态的变化:它的三个趾头努力地往外张开,以此增加和土地接触的面积,想努力触碰到泥坑底部以便及时地抽身。这几秒内发生的所有,被这块化石完整地记录下来。通过这块化石,我们可以知道鸭嘴龙的脚部横向和纵向活动的区间大小。

在莲花保寨还找到了许多大型水鸟的足迹化石,大约有几百个,都是朝一个方向走的,它们可能在湖边成群结队地走着,用嘴在嘬小鱼虾吃;还有被我忽略了,经甘肃的古生物学家李大庆老师提醒后,在莲花保寨发现的翼龙足迹化石。

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(图16)四川昭觉恐龙足迹分布图

这是1995年在四川昭觉的足迹点,而后却因为矿山挖掘遭到了破坏,工作人员进行了抢救性挖掘。我们根据之前的影像尽力复原了上面的恐龙足迹分布,大约有几百个足迹。有意思的发现是①②③号恐龙从不同方向朝一个方向走,在某处汇合,发生了争斗,留下了来回的踩踏痕迹,最后只有两只恐龙离开,同时⑥号恐龙朝踩踏点走时突然掉头离开了,这是蜥脚类恐龙足迹里非常罕见的情况,我们推测是⑥号恐龙看见了前方在争斗有危险便离开了。

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(图17.18)肉食性恐龙的游泳迹和游泳姿态

另外还有一道很有意思的行迹,揭开了恐龙游泳的秘密。通过阅读文献,我们认为这三道足迹是肉食性恐龙浮在水上,用三趾划水,类似“狗爬”式在水里游泳留下的。这和某些科普书里植食性恐龙为了躲避肉食性恐龙的追击而跳入水中游泳逃跑相悖,目前我们只找到了肉食性恐龙可以游泳的证据,却没有任何证据表明植食性恐龙也会游泳。

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(图19 .20 平行的小型恐爪龙类足迹)

在1993年播出《侏罗纪公园》的电影里伶盗龙总是成群结队的出现,然而这并没有科学的证据作为支撑,之前我们发现的大量恐爪龙类足迹表明它们都是独行侠,唯一有一个证据是在一具鸭嘴龙类化石旁边发现了许多恐爪龙类的牙齿,我们推测是它们在一起吃这只鸭嘴龙,显然这个证据的力度非常薄弱。直到2007年,在山东济南发现了平行的大型恐爪龙类足迹;之后又在山东临沂的化石点,发现了平行的小型恐爪龙类足迹,这才证明了它们是群居生活的。恐爪龙类的足迹都有着鲜明的特征,一般肉食性恐龙都是三趾着地,但恐爪龙类的第二趾非常锋利,为了保持第二趾的锋利,它就将第二趾抬起不接触地面,所以它的足迹呈现人用手比“2”的形态。

结尾时,邢老师希望大家有机会可以去恐龙足迹化石点亲自看看,如果有任何疑问和想咨询的内容可以通过微博和他进行互动。

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讲座现场

交流

问:为什么恐龙行迹看起来都是直的,仿佛只有一只脚一样?

答:从人类角度来看,我们容易被我们自己的行为所迷惑,人类走路都是两脚左右交替,我们的行迹远远地看上去是两道,但像模特们走的都是猫步,所有的肉食性恐龙走的也都是直线,和今天的鸡类似,恐龙其实并没有灭绝,恐龙和鸟类身上有很多相似的特点,可以通过观察鸡走路,就能明白恐龙为什么走的是直线了。

 

问:为什么地球上会有恐龙?

答:生命是一部波澜壮阔的历史,从最开始的蓝藻到现在的人类,或者就像是在北京有一个名叫《从鱼到人》的展览,这都是共通的,生命就是如此神奇。生命的整个演化历程里充满了一个关键词——错误,生命在无数的错误中寻找一条出路,最开始的错误比如眼睛怎么来的?智慧怎么来的?这都是由于基因的错误所带来的意外收获,所以各种各样的错误带来了这个奇妙的世界,恐龙就是其中最著名的一部分。

 

问:霸王龙的后代是谁?

答:霸王龙没有后裔,但是有人研究过它的蛋白质构造发现与鸡类似。

问:梁龙每天要吃几顿食物?

答:蜥脚类恐龙是地球上生活过的最大的陆生动物,它的全身上下都迷雾重重,但可以肯定的是它的食量巨大,可能整天都在吃东西,因为它没有咀嚼功能,只能囫囵地吞进肚子里,然后慢慢发酵,靠胃石来研磨,而这些植物能获取的能量并不多,所以只能吃大量的食物来维持正常生命活动。

 

问:从恐龙的足迹我们最多可以精确到哪一个分类等级?

答:我们现在一般采用的是并行的但又相互补充的体系来分类,比如兽脚类恐龙,从骨骼化石来看它有很多分支,分为暴龙类、恐爪龙类等,但是足迹化石就很难对应某一个分支,除了一些特别的案例,比如恐爪龙类,所以我们采用了一个并行的分类,建立了一些足迹类和足迹科置于兽脚类大的分类体系下,也就是说彼此可以相互印证,等到更好的证据被发现时再去细化。

 

问:恐龙有没有毛?

答:我们最开始以为恐龙是没有毛的,直到1995年,古生物学在一些恐龙化石上发现了恐龙的毛,我们已知兽脚类恐龙有好几个分支都有毛,但新的研究表明其实不止兽脚类恐龙,像一些角龙类、鸟臀类都有毛,所以恐龙有毛可能是一个大面积的事情,甚至恐龙的祖先就已经出现了毛,但这需要更多化石证据作为支撑。

 

总结

最后,李渊副馆长进行了总结。指出邢老师知识渊博,语言风趣,给大家带来了精彩的讲座,也希望大家能够在这次《恐龙来了——重返中生代》的主题展览中有所收获。