再用小刷子掃幾下,我膝蓋處的骨頭突然變得清晰起來。我看到的是一隻腫頭龍的吻部,這是一種特別奇怪的角龍,是三角龍的罕見近親。這不是在阿拉斯加發現的第一塊,甚至不是第二塊這種生物的化石,但我已經可以看到這塊頭骨的一些部分,這些部分在其他標本上沒有儲存下來。在該地點繼續挖掘——用鎬和鏟子補充我們的小刷子——發現了至少另外三種恐龍物種的骨骼和牙齒。我還需要再去一次才能意識到我們也在爬過另外10個腫頭龍的頭骨。大多數個體年齡相近,很可能在洪水或其他災難中一起死亡。這種聚集是角龍在北極圈以北群居的首個證據。
2006年夏天,我與佩羅自然科學博物館和南衛理公會大學的同事們來到科爾維爾河畔懸崖上的這個偏遠地點,挖掘我在2002年發現的一塊腫頭龍頭骨。我們從2005年到2007年進行了大規模挖掘。
屬名腫頭龍的意思是“厚鼻蜥蜴”。經過多年的細緻實驗室工作和對我們挖掘過程中收集的新標本的研究,我們發現我們的角龍是該屬的一個新物種。我們以我們博物館的主要捐助者羅斯和瑪戈·佩羅特家族的名字將北極角龍命名為佩羅特腫頭龍。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
迄今為止,還沒有人從這個地點或阿拉斯加其他任何地方挖掘出完整的恐龍骨骼。我們已經能夠從部分骨骼、孤立的骨骼、牙齒和化石足跡中識別出幾種恐龍(包括鳥類)和其他化石脊椎動物,它們生活在遙遠的北方[參見第58頁和59頁的插圖]。所有這些動物都來自白堊紀,白堊紀從1.45億年前持續到6600萬年前,但我們的動物的年代僅為7000萬至6900萬年前,比地球恐龍著名的大規模滅絕早三到四百萬年。我們的工作正在進行中,但我們已經開始填寫一些關於數百萬年前生活在世界之巔的恐龍種類以及它們在那裡如何生存的細節。
角色陣容
有些物種吃植物,而另一些物種,被稱為獸腳類動物,則捕食食草動物和其他生物。到目前為止,阿拉斯加最豐富的恐龍是鴨嘴龍,這從化石骨骼和足跡中都可以得知。鴨嘴龍——大型食草恐龍——也因其寬而扁平的嘴巴而被稱為“鴨嘴獸”;然而,與鴨子不同的是,它們有數百顆牙齒,可以磨碎它們食用的堅韌植物。它們可以後腿站立以夠到頭頂的樹葉,儘管它們用四條腿行走,可能是搖擺步態,因為它們的後腿比前腿長。埃德蒙頓龍贏得了鴨嘴龍中最著名的獎項,因為它最著名的是骨骼,因此也是最有特色的。埃德蒙頓龍重達1400至1800公斤,是北美髮現的最大的鴨嘴龍之一。這些鴨嘴龍約佔阿拉斯加發現的食草恐龍的80%。與其他鴨嘴龍一樣,埃德蒙頓龍也是群居動物,它們成群結隊地聚集在一起,這從它們的骨骼中可以看出,這些骨骼在阿拉斯加北部各地的堆積物中被發現,就好像它們成群結隊地死於山洪暴發一樣。
自2002年以來,阿拉斯加已被證明是一個古生物糖果店;似乎每年在新的地方都有新的發現。感謝國家公園管理局的持續支援,我們現在擁有來自阿拉斯加各地公園的恐龍的可靠記錄,包括來自阿尼亞克查克國家紀念碑、蘭格爾-聖伊利亞斯國家公園、育空-查理河國家保護區,尤其是德納裡國家公園——那裡的化石記錄包括非凡的鳥類多樣性。該地區的發現共同使我們深入瞭解古代高緯度陸地生態系統中的生物多樣性和生物適應性。
阿拉斯加並不是恐龍唯一令人驚訝的家園。其他研究人員,如莫納什大學的帕特里夏·維克斯-裡奇和維多利亞博物館的托馬斯·休伊特·裡奇,已經發現了在更早時期生活在南極附近的恐龍的零星遺骸[參見第46頁的“極地澳大利亞的恐龍”]。
它們是如何到達那裡的?
恐龍是如何發現自己身處地球最北端的?它們很可能來自亞洲,因為在北美髮現的幾乎所有白堊紀恐龍科的祖先形式都存在於亞洲。大多數古生物學家認為,其中一些恐龍在海平面下降暴露出一片陸地時,跨越了今天的白令海所在的地方[參見前頁的方框]。白堊紀期間大陸板塊的構造表明,這些板塊最早在約1.2億年前就已就位,可以充當陸橋。一些移民可能只是呆在遙遠的北方,因為那裡的環境滿足了它們的需求;另一些則向南遷徙。然而,有一個物種似乎採取了不同的路線。阿拉莫龍,一種大約20米長的食草恐龍,顯然是透過南遷路線到達的——它的祖先的遺骸在南美洲和非洲大陸被發現。
阿拉斯加由巨大的地質板塊構成,其中一些板塊起源於遠離其目前位置的地方。然而,在白堊紀期間,這些陸地板塊中的許多板塊都靠近其目前的緯度位置或更高緯度。因此,在阿拉斯加發現的恐龍化石並不是死後從遙遠的氣候中劫持而來,並透過移動的板塊帶到那裡的:它們在白堊紀期間生活在高緯度地區。它們在那裡呆了一整年嗎?如果是這樣,它們是如何做到的呢?
應對寒冷
回答這個問題需要了解大約7000萬年前阿拉斯加的氣候。誠然,當時的世界更溫暖,但高緯度地區的氣候仍然具有挑戰性,寒冷多雪的冬天和幾個月的黑暗。來自化石花粉、樹葉和木材的氣候資料表明,阿拉斯加北部的白堊紀森林由混交林冠組成,其中包括落葉針葉樹,下層林木是開花植物、蕨類植物和馬尾草。如今,混交針葉林佔據了廣泛但界限分明的氣候範圍,平均年溫度為3至13攝氏度(37至55華氏度),這表明白堊紀期間阿拉斯加北部的平均年溫度與之相似。
現代北極地區最引人注目的方面之一是陽光的角度和晝長——通常,儘管是錯誤地,被稱為六個月的白天和六個月的夜晚。實際上,在北極圈以北,黑暗佔據了每天越來越長的時間,直到12月下旬的冬至,太陽才升起。在白堊紀時期,阿拉斯加北部比今天更靠北,因此生活在那裡的恐龍將需要機制來應對寒冷和黑暗。
我們不知道它們如何生存的完整解釋。一隻10米長(35英尺長)的鴨嘴龍在地上挖洞並進入冬眠狀態似乎不太可能。但在環境壓力時期,一些動物可以降低其代謝率,以減少對食物的需求;也許北極恐龍也做了類似的事情,但沒有達到官方的冬眠狀態。
為了解釋鴨嘴龍如何在嚴酷的氣候中生存下來,史密森學會的尼古拉斯·霍頓三世提出,在冬天,它們遷徙數千公里以尋找飼料、更溫暖的氣溫和更好的光照條件。隨後,其他研究人員以現代馴鹿為例,作為長途遷徙者,以支援關於北極恐龍遷徙的此類理論。
為了研究鴨嘴龍遷徙的可能性,阿拉斯加大學的退休教授羅蘭·岡格洛夫和我決定看看馴鹿作為鴨嘴龍的類比效果如何。首先,我們比較了北極三個馴鹿群中成年和幼年馴鹿的體型大小。我們發現,幼年馴鹿在遷徙開始時達到成年長度的80%到85%,成年體重的53%到74%。
然後我們研究了鴨嘴龍化石。骨骼的細胞結構清楚地表明,小型鴨嘴龍是至少一歲的幼年動物——而不是某種矮小的、高緯度種群。幼年動物的骨骼長度表明,它們是成年體型的27%到37%,估計為成年體重的11%。因此,幼年鴨嘴龍在一歲時相對比季節性遷徙時的幼年馴鹿小得多。因此,從簡單的生物力學角度來看,北極的鴨嘴龍不太可能進行長距離遷徙。然而,我們還沒有發現巢穴或卵,這將當然會確鑿地證明恐龍全年都留在這些高緯度地區。
但如果它們全年都呆在那裡,那麼它們在寒冷的冬季月份吃什麼呢?我們推測,食肉動物繼續吃肉,因為它們牙齒的磨損模式表明,它們全年的飲食沒有變化。
我們不確切知道食草恐龍吃什麼。然而,埃德蒙頓龍提供了一個推測的機會,因為它分佈在從阿拉斯加北部一直到西德克薩斯州的範圍內。今天,另一種食草脊椎動物——北美山羊——也有類似的分佈範圍。南部緯度綿羊的飲食比北部緯度綿羊的飲食更受限制,這可能是因為它們有更多的資源可用,並且可以更加挑剔。類似地,北部地區的埃德蒙頓龍的飲食可能比南部地區的同類更廣泛。
如果恐龍不遷徙,那麼據推測,它們會表現出支援高緯度地區全年生活的適應性。傷齒龍目前提供了最清晰的例子。這種小型食肉恐龍主要以牙齒而聞名,在更南部的地區,如艾伯塔省、蒙大拿州和得克薩斯州,很少見。相比之下,這種動物的孤立牙齒在阿拉斯加非常常見,這表明種群數量龐大且分佈廣泛。傷齒龍——在任何緯度——與其他食肉恐龍的不同之處在於其異常大的眼睛。在現代動物中,比例較大的眼睛往往是對生活在弱光條件下的適應。傷齒龍可能已經預先適應了高緯度環境的物理限制,這使其具有競爭優勢,並使其走上了成為北部生態系統中最豐富的捕食者的道路。
如果傷齒龍很好地適應了北極冬季的弱光,人們可能會想知道它在溫暖月份的漫長白天裡如何發揮作用。森林那時可能提供了庇護所。任何在即使是適度茂密的森林中行走過的人都可以體會到,樹林中的光照水平比開闊地帶的光照水平低得多。在這樣的環境中,傷齒龍的大眼睛將繼續使其成為可怕的捕食者。
我們無法確認生活在阿拉斯加的其他恐龍的眼睛大小,因為頭骨的那些部分只是碎片,或者骨骼仍在準備研究中。儘管湯姆和帕特·裡奇描述的來自澳大利亞南部的恐龍要古老得多,而且非常不同,但裡奇夫婦確實注意到,一些恐龍的眼眶直徑有所增加。
有趣的是,北極的傷齒龍幾乎是南部地區發現的傷齒龍的兩倍大。這種差異與透過測量北坡食草恐龍的骨骼所辨別的模式形成鮮明對比,後者的體型大小完全在較低緯度地區發現的恐龍的體型範圍內。可能是傷齒龍的大眼睛賦予了它競爭優勢,最終使其成為頂級捕食者並增加體型。觀察家們報告了現代生態系統中類似的現象:在狼被移除的地方,郊狼有時會達到更大的體型。
孤獨的倖存者?
顯然,關於這些非凡的生物,還有許多問題有待解答。其中最令人著迷的問題之一是,它們是否可能在白堊紀末期在世界其他地區殺死恐龍的災難中倖存下來。
大多數古生物學家認為,地球與一顆大型小行星的碰撞導致了恐龍的滅絕。撞擊最可能的位置是墨西哥的希克蘇魯伯隕石坑。為了研究這種撞擊的深遠影響,理想情況下,人們會尋找一個遠離該地點的地方,例如阿拉斯加。不幸的是,我們尚未在阿拉斯加發現任何恐龍化石,其時間恰好可以對恐龍是突然滅絕還是逐漸滅絕的問題產生直接影響。然而,化石花粉資料提供了誘人的證據,表明北坡和阿拉斯加其他地區的岩石地段的年代恰好可以為了解滅絕提供線索,如果它們被證明除了花粉外還含有動物群化石。這種可能性甚至為我們尋找古代骨骼增加了更多的動力。我們才剛剛觸及皮毛。
