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恐龙的牙齿揭示了它们不吃的东西
【字体: 大 中 小 】 时间:2022年12月13日 来源:Palaeontology
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恐龙牙齿上的划痕可以揭示它们到底吃什么。牙齿微磨损纹理分析(DMTA)首次被用于推断大型兽脚亚目恐龙的进食习惯,包括异特龙和雷克斯霸王龙。通过拍摄单个牙齿的3D图像并分析刻在牙齿上的痕迹模式,研究人员可以推断出哪些恐龙可能经常咀嚼坚硬的骨头,哪些恐龙可能经常吃较软的食物和猎物。这项技术为古生物学研究开辟了一条新的途径,不仅帮助我们更好地了解恐龙本身,还帮助我们更好地了解它们生活的环境和群落。
恐龙牙齿上的划痕可以揭示它们到底吃什么。牙齿微磨损纹理分析(DMTA)首次被用于推断大型兽脚亚目动物的摄食习惯,包括异特龙。 通过拍摄单个牙齿的3D图像并分析刻在牙齿上的痕迹模式,研究人员可以推断出哪些恐龙可能经常咀嚼坚硬的骨头,哪些恐龙可能经常吃较软的食物和猎物。这项技术为古生物学研究开辟了一条新的途径,不仅帮助我们更好地了解恐龙本身,还帮助我们更好地了解它们生活的环境和群落。
从幻想曲到《侏罗纪公园》,霸王龙被视为一种可怕的顶级掠食者,会追捕猎物并将其整个咬碎。但这种标志性的恐龙到底吃了多少骨头呢?那么在它之前很久就存在的其他掠食性恐龙呢?
东京大学的研究人员与德国美因茨大学和汉堡大学的团队合作,使用了牙齿微磨损纹理分析(DMTA),这是一种扫描技术,用于检查1亿多年前恐龙牙齿的微观细节,以更好地了解它们可能吃了什么。“我们想测试是否可以使用DMTA来找到暴龙(白垩纪时期,1.45亿至6600万年前)与更老的暴龙不同进食行为的证据异特龙(侏罗纪时期,2.01亿至1.45亿年前),这两种都是兽脚亚目恐龙,”前沿科学研究生院的博士后丹妮拉·温克勒解释说。“从其他研究中,我们已经知道暴龙可以咬碎骨头并以骨头为食(通过研究它们的粪便和骨头上的咬痕)。但异特龙要古老得多,关于它们的信息也没有那么多。”
DMTA主要用于研究哺乳动物的牙齿,所以这是它第一次被用于研究兽脚亚目动物。来自东京大学的同一研究小组最近还率先对日本蜥脚类恐龙的DMTA进行了研究,日本蜥脚类恐龙以长脖子和长尾巴而闻名。高分辨率的3D图像是在100微米(十分之一毫米)× 100微米的尺寸下拍摄的牙齿表面。然后,多达50组表面纹理参数被用于分析图像,例如,磨损痕迹的粗糙度、深度和复杂性。如果复杂性很高,也就是说,有不同大小的标记相互重叠,这与硬物体的进食有关,比如在骨头上。然而,如果复杂性较低,即标记排列更整齐,大小相似,不重叠,这与柔软的物体进食有关,如肉。
研究小组总共研究了48颗牙齿,其中34颗来自兽脚亚目恐龙,14颗来自鳄鱼目动物(现代鳄鱼和短吻鳄),这些牙齿被用作比较。得益于加拿大、美国、阿根廷和欧洲的自然历史博物馆提供的贷款,该团队能够研究原始的牙齿化石,并获得高分辨率的硅模具。“实际上,我们在2010年就开始了恐龙牙齿微磨损的研究,”前沿科学研究生院的讲师Mugino Kubo说。“我的丈夫久保泰博士和我开始收集恐龙及其同时代人的牙齿模具,这些恐龙分布在南北美洲、欧洲,当然还有亚洲。自从丹妮拉加入我的实验室以来,我们利用这些模具在食肉恐龙中进行了更广泛的比较。”
Winkler说:“在大流行期间进行这项研究尤其具有挑战性,因为我们依赖于能够从国际机构收集样本。这次的样本量可能没有那么大,但这是一个起点。”
令他们惊讶的是,他们在这两种动物中都没有发现太多骨头破碎行为的证据异特龙或者暴龙,尽管他们知道暴龙吃骨头。这一出人意料的结果可能有几个原因。尽管可能是这样暴龙能够吃骨头,这比之前想象的要少。此外,研究小组必须使用保存完好的牙齿,所以可能是那些被排除在这项研究之外的严重受损的牙齿处于这样的状态,因为这些动物更多地吃骨头。
研究小组在恐龙和鳄鱼身上都发现了幼年和成年鳄鱼之间的明显差异。“我们研究了两个幼年恐龙标本(其中一个异特龙和一只暴龙),我们发现与成年霸王龙相比,它们的进食环境和行为非常不同。温克勒解释说:“我们发现幼龙的牙齿磨损更大,这可能意味着它们必须更频繁地以尸体为食,因为它们吃的是剩菜。”“我们还能够检测到幼年鳄鱼的不同进食行为;然而,这一次情况正好相反。幼年鳄鱼因食用较软的食物(比如昆虫)而牙齿磨损较少,而成年鳄鱼因食用较硬的食物(比如大型脊椎动物)而牙齿磨损较多。”
研究恐龙的下一步可能是更详细地研究长颈蜥脚类动物,研究小组也一直在研究它们。但现在,她正在用一种小得多的东西做实验:蟋蟀。这种昆虫的嘴可能很小,没有任何牙齿,但研究人员想看看他们是否仍然可以用同样的技术找到口腔磨损的证据。“从我们使用DMTA所了解到的,我们可能可以重建灭绝动物的饮食,并由此推断灭绝的生态系统、古生态和古气候,以及它与今天的不同之处。“但这项研究也与好奇心有关。我们想要更清楚地了解恐龙的真实面貌,以及它们在数百万年前是如何生活的。”