研究:1.93億年前的恐龍就已經具備了複雜的社會群居行為

借用電影《侏羅紀公園》中的一句話– 恐龍確實是成群移動的,而一項新的研究表明,這種史前生物的群居生活比以前想象的要早得多。在今日(當地時間2021年10月21日)發表在《Scientific Reports》上的一篇論文中,來自麻省理工學院、阿根廷和南非的研究人員詳細介紹了他們發現的一群保存得特別好的早期恐龍,它們顯示出早在1.93億年前就有複雜的群居行為–比其他恐龍群居記錄早4000萬年。

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自2013年以來,該團隊成員在巴塔哥尼亞南部的一個豐富的化石床中挖掘了100多枚恐龍蛋(約有雞蛋那麼大)和80隻幼年和成年恐龍的部分骨架。

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通過利用X射線斷層成像技術,研究人員得以在不打開蛋的情況下檢查蛋裡面的東西並在其中發現了保存的胚胎。他們利用這些胚胎確認這些化石都是Mussaurus patagonicus的成員–這是一種生活在侏羅紀早期的植物食性恐龍,被歸類為長鼻龍,是後來在地球上遊盪的巨大的長頸長鼻龍的前身。

令人驚訝的是,研究人員觀察到,這些化石是按年齡分組的。恐龍蛋和幼龍被發現在一個區域,而幼龍的骨架則被集中在附近的一個地方。同時,成年恐龍的遺骸在整個現場被單獨或成對發現。

研究人員認為,這種“年齡隔離”是一個複雜的、類似牛群的社會結構的有力標誌。恐龍可能作為一個群體工作,在一個共同的巢穴中產卵。幼龍聚集在“學校”里,而成年龍則在群里遊盪和覓食。

團隊成員、麻省理工學院地球、大氣和行星科學系的研究科學家Jahandar Ramezani說道:“這可能意味着幼龍不是在一個小家庭結構中跟隨它們的父母。而是有一個更大的社區結構,成年人分享並參與撫養整個社區。”

Ramezani對化石中的古代沉積物進行了測定,並確定了恐龍群可以追溯到約1.93億年前的侏羅紀早期。該小組的結果代表了恐龍社會性群居的最早證據。

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成群生活可能給Mussaurus和其他社會性的長腳動物帶來了進化優勢。這些早期的恐龍起源於三疊紀晚期,在一次滅絕事件消滅了許多其他動物前不久。不管是什麼原因,長足動物堅持下來並最終主導了侏羅紀早期的陸地生態系統。

Ramezani說道:“我們現在已經觀察並記錄了恐龍的這種最早的社會行為。這現在提出了一個問題,即生活在一個群體中是否可能在恐龍的早期進化成功中起到了重要作用。這給了我們一些關於恐龍如何進化的線索。”

早期群居

自2013年以來,該團隊的古生物學家一直在拉古納-科羅拉達地層工作,該地層位於巴塔哥尼亞南部,那裡以出產早期長足動物的化石而聞名。當科學家們在20世紀70年代首次在這個地層中發現化石時,他們將其命名為Mussaurus,意思是 “老鼠蜥蜴”,因為他們認為這些骨架是微型恐龍的。

直到後來,科學家們–包括阿根廷團隊的成員–才發現了更大的骨骼,這表明Mussaurus的成體要比它們的嚙齒動物名字大得多。然而這個名字堅持了下來,該小組繼續從該地層的一小塊方圓千米的地方挖掘出豐富的Mussaurus化石。

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迄今為止,他們已經確定的化石是在三個間隔很近的沉積層中發現的,這表明該地區可能是一個共同的繁殖地,恐龍會定期返回,也許是為了利用有利的季節條件。

研究小組在他們發現的化石中發現了一組11個有關節的幼年骨架,它們相互交織和重疊,就像突然被扔到一起一樣。事實上,從整個系列的顯著保存性質來看,研究小組認為這個特殊的Mussaurus群是“同步死亡”的,也許很快就被沉積物掩埋。

根據附近露頭的古代植物的證據,拉古納-科羅拉達地層長期以來被認為在恐龍的時間尺度上是比較古老的。該小組想知道。這些恐龍會不會很早就開始成群生活了?

Ramezani說道:“人們已經知道,在侏羅紀晚期和白堊紀,大型食草恐龍表現出社會行為–它們成群生活,有巢穴。但問題一直是,這種群居行為的最早時間是什麼時候?”

一個群居線

為了找到答案,領導這項研究的阿根廷埃吉迪奧-費魯格里奧古生物博物館的古生物學家Diego Pol在化石中尋找火山灰的樣本並將其送到麻省理工學院的拉梅扎尼實驗室。火山灰可能含有鋯石–含有鈾和鉛的礦物顆粒,Ramezani可以精確測量其同位素比率。根據鈾的半衰期或一半元素衰變為鉛的時間,他可以計算出鋯石和發現它的火山灰的年齡。最終,Ramezani成功地鑒定了兩個火山灰樣本中的鋯石,他將所有這些鋯石的年齡確定為1.93億年左右。

由於火山灰是在跟化石相同的沉積層中發現的,所以Ramezani的分析強烈顯示,恐龍是在火山灰沉積的同時被埋葬的。一個可能的情況是,乾旱和風吹的灰塵使恐龍群餓死並迅速被掩埋,而來自遙遠的火山爆發的火山灰碰巧飄過來,這對科學研究來說是很幸運的,在沉積物中沉積了鋯石。

綜合來看,研究小組的結果顯示,早在1.93億年前,即侏羅紀時期的黎明前後,Mussaurus和可能的其他恐龍就已經進化到了複雜的社會群體中生活。

來自馬卡萊斯特學院並未參加這項研究的地質學教授Raymond Rogers表示:“證據表明,在侏羅紀早期,Mussaurus通過基於年齡的社會分工優化了覓食潛力–新生兒、少年和成年人顯然在基於年齡的群體中覓食和死亡。這種群居行為在今天的大型陸生食草動物中非常常見。在這個早期的恐龍物種中看到相同現象的明確證據是令人驚訝的。”

科學家們懷疑另外兩種早期恐龍–來自南非的Massospondylus和來自中國的祿豐龍–也在同一時期過着群居生活,儘管這些恐龍的年代測定不太精確。如果多個獨立的恐龍系都是成群生活的話,研究人員認為這種社會行為可能在更早的時候就已經進化了,也許可以追溯到它們共同的祖先,即三疊紀後期。

“現在我們知道1.93億年前就有了群居行為,”Ramezani說道,“這是最早證實的恐龍群居行為的證據。但古生物學的理解是,如果你在這個時候在這種類型的恐龍中發現社會行為,它一定是在更早的時候起源的。”