美國西部山區遍佈恐龍化石堆。從新墨西哥州到蒙大拿州的侏羅紀晚期岩層中，古生物學家發現了看起來像骨骼堵塞的沉積物。
無論是相互連線還是堆積在一起，諸如異特龍、劍龍、樑龍等史前標誌性動物的骨骼經常大量存在——這是侏羅紀季風洪水將多個個體和物種沖刷在一起形成巨大的堆積，並被沉積物覆蓋，使它們石化的結果。然而，對於試圖從這些骨骼堆積中解開史前細節的專家來說，看似科學寶藏的東西很快就會變成迷惑龍般大小的難題。
“我們正在觀察多少隻恐龍？”似乎是一個簡單的問題，但古生物學家對此有不同的看法。每個恐龍骨骼，無論大小，都包含 200 塊或更多骨骼。當侏羅紀晚期的骨床形成時，這些骨骼並非總是保持連線（“關節連線”）或彼此靠近（“關聯”）。腐爛、食腐動物和攜帶沉積物的洪水力量使遺骸破碎和分散。在猶他州中部的克利夫蘭-勞埃德恐龍採石場等地方，沒有完整的關節連線骨骼。古生物學家估計該地點至少包含 46 只異特龍的遺骸——僅僅因為他們在那裡鑑定出 46 根來自該物種的左股骨，即大腿骨。
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然而，這些估計只是最小值，因為一些動物的左股骨很可能缺失。其他史前骨床的情況也類似。“到目前為止，將骨骼分配給個體的主要依據是骨骼是否有關節連線或關聯，”波恩大學研究生 Kayleigh Wiersma-Weyand 說。古生物學家通常假設附近相同物種且大小相當的骨骼屬於同一只動物，但一直沒有有效的方法來檢驗這個想法。現在，Wiersma-Weyand 和她的同事們提供了一個解決方案，發表在Palaeontologia Electronica中：觀察骨骼內部。
懷俄明州的 Howe-Stephens 和 Howe Scott 採石場長期以來一直是古生物學家的熱點地區。但與西部其他著名的多產侏羅紀骨床一樣，這些岩石中的遺骸在埋葬前就被散落在一起。然而，透過檢查骨骼的微觀細胞結構，研究人員能夠將分離的骨骼與已鑑定的個體匹配起來。
暱稱“雅克”的迷惑龍股骨中結構的顯微檢視，包括血管管和新骨生長的跡象。來源：Kayleigh Wiersma-Weyand、Aurore Canoville、Hans-Jakob Siber 和 P. Martin Sander 在Palaeontologia Electronica上發表的“使用骨組織學測試骨骼統一性假設：來自懷俄明州 Howe-Stephens 和 Howe Scott 採石場（莫里森組，美國）的蜥腳類動物遺骸案例”，文章編號：24.1.A10 https://doi.org/10.26879/766，脊椎動物古生物學會版權所有，2021 年 3 月
團隊成員將長頸蜥腳類動物肢骨的岩心樣本切成薄片，以便在顯微鏡下觀察。（如果小心操作，骨骼的整體結構可以在此取樣過程後得到保留。）他們的研究首次結合了幾種型別的微觀結構分析，以縮小哪些骨骼屬於哪個骨骼。該技術包括檢查生長線、骨組織中血管開口的數量以及新組織生長以替換舊組織的圓形結構等特徵。
“我認為這是一種解決常見問題的巧妙方法，”阿德菲大學古生物學家 Michael D'Emic 說，他沒有參與這項新研究。尤其是在幾十年前收集的歷史藏品中，很難判斷一塊特定的骨骼是否與其他在同一地點發現的骨骼相匹配，還是作為孤立的碎片埋葬的。博物館中展示的一些恐龍骨骼是從同一地點的多個孤立骨骼重建而成的，但無法檢查所有這些部分是否屬於一隻或多隻動物。“這篇論文開闢了一種確定哪個個體是誰的新方法，”D'Emic 說——前提是博物館允許必要的骨骼取樣。
這項新研究建立在數十年來對恐龍骨骼如何記錄其生長和生命的研究基礎上。Wiersma-Weyand 說，這項研究側重於來自許多不同地點的各種骨骼，“但現在我們可以將我們的一般見解應用於特定的沉積物。”
例如，以一隻暱稱“馬克斯”的蜥腳類動物為例，幾乎所有的骨骼都是在一個不連線的堆中發現的。兩根小腿骨仍然在一起——但其他孤立的骨骼是否屬於這隻蓋氏樑龍？研究人員發現，關節連線的骨骼中的結構細節與許多不連線的骨骼中的結構細節相匹配，這表明它們屬於同一個個體。但科學家們也發現，一些以前僅根據外觀而被分配給馬克斯的骨骼實際上屬於其他動物。因此，他們在恐龍死亡 1.48 億多年後，縮小了馬克斯的精確骨骼範圍。
這項研究確實有一些侷限性。“[單個]骨骼的不同元素具有不同的生物力學約束，並保留略有不同的生物力學特徵，”西部科羅拉多州博物館古生物學家 Julia McHugh 說，她沒有參與這項新研究。Wiersma-Weyand 在承認這一點時指出，她的團隊的過程有時在確定哪些骨骼不屬於一起時更有效。從仍然關節連線或關聯的骨骼開始，有助於為歸屬其他骨骼設定基線。多種顯微分析線最適合測試關於骨骼是否屬於同一只動物的假設。
McHugh 說，使用微觀結構來識別哪些骨骼屬於哪些恐龍，其應用不僅限於更好地估計一個沉積物中有多少個體，而且可能超越恐龍。“這可能非常有助於確定單個骨床中種群的年齡分佈，”無論是侏羅紀恐龍還是哺乳動物化石，她說。
Wiersma-Weyand 說，這種方法還可以幫助揭示這些遺骸是如何來到這裡的。例如，在一個石化的河道中，將骨骼與特定的恐龍相匹配可以幫助古生物學家確定水在骨骼被埋葬時流動的方向。這對於重建骨床是如何形成的以及確定它們記錄的是一次埋葬事件還是多次埋葬事件至關重要。
“這真是太令人興奮了！”威斯康星大學奧什科什分校古生物學家 Joseph Peterson 說，他沒有參與這項研究。“能夠重建多個骨骼如何與它們埋藏的環境結合在一起脫節，將現代法醫和犯罪現場分析的各個方面帶入古生物學。”