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[科普中國(guó)]-帝鱷

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簡(jiǎn)述

帝鱷生活在約1.1億年前的白堊紀(jì)早期,是曾在地球上生活過(guò)的體形最大的鱷魚之一,其成年個(gè)體的體長(zhǎng)可以達(dá)到12米,完全可以和那些獸腳類恐龍相媲美!不僅如此,帝鱷的嗅覺(jué)異常靈敏,即使在水中也能聞到獵物的氣味,再加上那長(zhǎng)達(dá)1.8米、布滿利齒的巨口,就是一只小型恐龍轉(zhuǎn)瞬間也會(huì)成為它的口中之物。1

來(lái)歷

帝鱷化石是在尼日爾的撒哈拉沙漠發(fā)現(xiàn)。第一個(gè)帝鱷的牙齒與鱗甲是在20世紀(jì)40年代到50年代發(fā)現(xiàn),由法國(guó)古生物學(xué)家艾伯特·拉伯發(fā)現(xiàn)。直到1964年,地理學(xué)家發(fā)現(xiàn)其頭顱,并引起菲利普·塔丘特的注意。他帶著化石回到巴黎,頭顱由France de Broin檢驗(yàn)。在1966年,他們正式地將這種動(dòng)物敘述、命名,學(xué)名為帝鱷(Sarcosuchus imperator),意思是“肌肉-鱷類-帝王”。

正模標(biāo)本為MNN 604,是尼日爾國(guó)立博物館(Musee National du Niger)的第604號(hào)標(biāo)本,研究之后標(biāo)本歸還回尼日爾。 第二、三次主要的考察是保羅·塞里諾在1997年與2000年的考察。他在El Rhaz地層發(fā)現(xiàn)部分的骨骼、大量的頭顱、20噸的已分類化石,該地層時(shí)間是晚白堊紀(jì)的阿普第階到阿爾比階。他們花了一年完成帝鱷標(biāo)本。挖掘的結(jié)果在2001年12月公布。這個(gè)挖掘團(tuán)隊(duì)有芝加哥大學(xué)與國(guó)家地理學(xué)會(huì)的駐會(huì)探險(xiǎn)家保羅·塞里諾、耶魯大學(xué)與多倫多大學(xué)的漢斯·拉爾森、紐約骨科醫(yī)學(xué)院的Christian Sidor、尼日爾的Boubé Gado。2

科學(xué)研究

帝鱷化石來(lái)自于數(shù)個(gè)個(gè)體,包括一個(gè)脊柱、四肢骨頭、髖骨、背上的鱗甲、超過(guò)六個(gè)頭顱骨。許多鱷形動(dòng)物的頭顱骨厚又重,所以發(fā)現(xiàn)頭顱骨的機(jī)率比發(fā)現(xiàn)身體其他部分還高。這與恐龍的狀況相反,恐龍頭顱骨易碎,很少成為化石記錄。

史前爬行動(dòng)物的皮內(nèi)成骨,因?yàn)樯厦嬗谐砷L(zhǎng)環(huán),如同樹(shù)的年輪,可用在判斷年齡。一個(gè)最大個(gè)體體長(zhǎng)80%的成年體發(fā)現(xiàn)了40個(gè)成長(zhǎng)環(huán),顯示它至少存活了40年。然而這種計(jì)算年齡法是有爭(zhēng)議的。其他學(xué)者提出在中生代缺乏極端氣候的環(huán)境下,很難以計(jì)算年輪的方法計(jì)算動(dòng)物的年齡。

因?yàn)闆](méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)完整骨骸,所以是用測(cè)量最大的頭顱骨,然后與現(xiàn)代鱷魚相比,計(jì)算出帝鱷的長(zhǎng)度。現(xiàn)代鱷魚頭顱與身體的比例,不管年齡或性別都是一樣的。主要的差異在于長(zhǎng)口鼻部鱷魚,頭部占的比例比寬口鼻部鱷魚還大。帝鱷的長(zhǎng)度是以長(zhǎng)吻鱷與咸水鱷的比例平均作為計(jì)算。塞里諾也測(cè)量印度與哥斯達(dá)黎加的現(xiàn)存鱷魚作為他研究中的計(jì)算數(shù)據(jù)。3

形態(tài)特征

研究人員在測(cè)量了印度鱷和咸水鱷的平均頭身比之后套入最大的帝鱷頭骨化石(1.6米),得出其體長(zhǎng)為11.65米,體重約11噸的數(shù)值,但是這個(gè)數(shù)據(jù)是完全錯(cuò)誤的。

最大型的帝鱷應(yīng)該是年齡最老的。根據(jù)一個(gè)成長(zhǎng)80%個(gè)體(以已知最大型的帝鱷個(gè)體作為基準(zhǔn))的皮內(nèi)成骨(Osteoderms骨質(zhì)外皮,)上的成長(zhǎng)環(huán),顯示帝鱷在它50到60年的預(yù)期壽命間持續(xù)地成長(zhǎng)。現(xiàn)代鱷魚以更快速度成長(zhǎng),花約12年成長(zhǎng)到它們的成年體型,成年后成長(zhǎng)速率更為緩慢。

它的頭顱與整個(gè)成人一樣大,約1.48米。上頜的長(zhǎng)度大于下頜,形成咬合不正。頜部相當(dāng)狹窄,尤其是幼年體??诒遣空剂?5%的頭顱長(zhǎng)度。

帝鱷的骨架模型,位于印第安那兒童博物館

帝鱷的巨型頜部有132個(gè)粗厚牙齒,漢斯·拉爾森(Hans Larsson)形容它們像是鐵路道釘。牙齒呈圓錐形,適合用來(lái)抓取、夾住獵物,而非現(xiàn)代鱷魚狹窄的撕裂用牙齒(類似某些陸地肉食性動(dòng)物)。

它擁有一排覆蓋沿著背部排列的鱗甲或皮內(nèi)成骨(Osteoderms),最大的鱗甲達(dá)1米長(zhǎng)。鱗甲可當(dāng)裝甲用,可能輔助支撐它們的巨大身體,但也限制了它們的靈活性。

帝鱷的口鼻部末端有個(gè)奇特的凹處,稱為“鼓泡”(Bulla),相當(dāng)于長(zhǎng)吻鱷的“壺”(Ghara)。不像長(zhǎng)吻鱷,所有帝鱷的口鼻部末端都有這凹處。這顯示它并非帝鱷的性選擇特征,而只有雄長(zhǎng)吻鱷擁有口鼻部末的凹處。這結(jié)構(gòu)的用途仍然不清楚。保羅·塞里諾與其他爬蟲類專家對(duì)于凹處用途的看法,從幫助嗅覺(jué)到發(fā)聲器官都有。

這個(gè)是帝王肌鱷70歲的極端老年個(gè)體(40歲8米,50歲9米,60歲9.6米,70歲10.1米),估測(cè)20歲的剛成年個(gè)體的比較,另外還有一個(gè)略過(guò)40歲的中年漸進(jìn)個(gè)體,估測(cè)8米左右。網(wǎng)絡(luò)以及記錄片里面說(shuō)的“6英尺”頭骨指的是顱骨下頜聯(lián)合長(zhǎng)度,顱長(zhǎng)本身根本到不了1.6米。
  那個(gè)幼體是MNN 604,是有頭骨的,F(xiàn)arlow在2005年寫論文的時(shí)候?yàn)榱擞?jì)算另外一個(gè)帝王肌鱷樣本GMN 102的體長(zhǎng)的時(shí)候和Sereno私人通信里面核實(shí)過(guò)這點(diǎn)。而那個(gè)40歲應(yīng)該是MNN 606/607。

除了恒河鱷以外,一定要用顱長(zhǎng)估測(cè)體型
  那么按美洲鱷AMNH 7139,顱頂長(zhǎng)70.5cm,420-450kg,按脊椎骨估測(cè)活體順彎長(zhǎng)度4.9米算,SVL2.6米,帝肌鱷大概體長(zhǎng)10.01米,SVL 5.3米。按放大估測(cè)3289-3523.9kg
  平均估測(cè):2558.7kg
  最低估測(cè)可以按澤鱷:TL2.5米,SVL1.3米,50kg,結(jié)果2960-3200kg
  最高估測(cè)按用下面的股骨公式的Fc估測(cè)的GMN-102(含頸椎骨,股骨)的股骨周長(zhǎng)得出2411kg,MNN 604比后者大33%,直接套公式5465kg,按2.733(Anderson,1985)增長(zhǎng)指數(shù)5250kg,按2.125(G.Parker)增長(zhǎng)指數(shù)4419.5kg,平均5044.8kg

綜合平均體重:5044.8+4558.7kg=4801.7kg,或者上下限平均體重4500kg 最后結(jié)果:帝王鱷體重范圍4500-4800kg

MNN 102體長(zhǎng)估測(cè)7.5米,MNN 604體長(zhǎng)估測(cè)5.2米,MNN 606/607估測(cè)~8米,MNN 604估測(cè)10米
  按脊椎骨估測(cè)結(jié)果相同
  MNN 606/607的背椎11-12號(hào)長(zhǎng)度125mm,骨架不需要因?yàn)榭圩《鴾p少長(zhǎng)度。美洲咸水鱷AMNH 7139同指標(biāo)79mm,估測(cè)MNN 606/607長(zhǎng)度7.6米,SVL3.95米,(帝肌鱷和美洲鱷顱比長(zhǎng)和身長(zhǎng)比例記錄相等,不需要增加吻部),MNN 607/606是MNN 604的80%左右,估測(cè)9.5米
  注:用背椎而高度則不靠普,這個(gè)脊椎骨形態(tài)類似勞氏鱷和獸腳亞目恐龍,明顯要高的多。
  MNN 605頸椎骨4號(hào)估測(cè)長(zhǎng)度60mm,高度75mm,長(zhǎng)度不如AMNH 7139,高度遠(yuǎn)勝,綜合估測(cè)5.83米。MNN 604寬度parocciptal 520,MNN 605 同指標(biāo)326,放大估測(cè)9.3米
  考慮這些大型(指8米以上)鱷頸椎骨和小型鱷會(huì)變短但是會(huì)增高,參考同樣趨勢(shì)的普鱷1965年個(gè)體(椎長(zhǎng)度87mm,高度103mm,下頜骨172mm,估測(cè)長(zhǎng)度10.16米),估測(cè)7米,按高度估測(cè)7.28米,MNN 604估測(cè)11.38米,平均估測(cè)10.34米,符合前面提出的最大10米的結(jié)論

左到右:TL 100cm的滿年崽(1yr),180cm的幼崽(5yr),385cm的亞成體(9yr),500cm剛成年個(gè)體(15 yr),615cm的平均大小的成年個(gè)體(27yr MNN 605),800cm的漸進(jìn)個(gè)體(42yr,MNN 607/GMN-102),885cm的大個(gè)體(哈氏正模,尼日利亞上頜骨殘片,55yr),1010cm的最大個(gè)體(MNN 604, 70+yr)

生活習(xí)性

如同真鱷類,帝鱷也許有廣范圍的發(fā)聲范圍。帝鱷可能使用這些聲音來(lái)界定領(lǐng)地范圍、吸引異性、與它們后代溝通。 帝鱷的眼窩略朝上,顯示這動(dòng)物可能花大部分時(shí)間浸在水中,觀察岸邊的獵物。它們似乎以白堊紀(jì)的大型魚類與烏龜為食。突出的頜部與結(jié)實(shí)的牙齒是用來(lái)抓取與壓碎,它們的主要獵物可能是大型動(dòng)物與較小的恐龍,它們埋伏在水中,并將獵物拖入水中,將獵物壓碎、淹死、撕裂。

帝鱷可能與同一地層發(fā)現(xiàn)的似鱷龍產(chǎn)生獵食的沖突,似鱷龍是身長(zhǎng)極限12米的獸腳類恐龍,有類似長(zhǎng)吻鱷的頜部。保羅·塞里諾宣稱,因?yàn)檫@群動(dòng)物非常大,它們可以輕易地獵食中小型恐龍,包括非洲地區(qū)的長(zhǎng)頸部、小頭部的巨大蜥腳類恐龍的幼年個(gè)體。

其他鱷類生物學(xué)家懷疑這巨型動(dòng)物的獵食能力。帝鱷長(zhǎng)而瘦的口鼻部非常類似現(xiàn)代長(zhǎng)吻鱷、偽長(zhǎng)吻鱷、狹吻鱷的狹窄口鼻部,上述物種都是以魚類為食,不能追蹤大型獵物。與現(xiàn)代尼羅鱷與已滅絕的恐鱷相比,尼羅鱷與恐鱷都有非常寬廣、厚重的頭顱骨,適合咬食大型獵物。由于該地當(dāng)時(shí)有大量的總鰭魚類動(dòng)物,所以許多專家認(rèn)為帝鱷只是種大型魚食性動(dòng)物,是現(xiàn)代長(zhǎng)吻鱷的布滿鱗甲版本,而非恐龍殺手。

然而,未成年帝鱷與現(xiàn)代狹窄口鼻部鱷魚,兩者口鼻部寬度類似,但成年帝鱷的口鼻部極度擴(kuò)展。若計(jì)算口鼻部相較于身體比例,帝鱷比尼羅鱷還狹窄,但寬度仍比長(zhǎng)吻鱷寬。此外,帝鱷的牙齒并未如同大部分魚食性鱷類般互相交錯(cuò),顯示它主要以魚類為食,而以陸地動(dòng)物為補(bǔ)助,如同尼羅鱷。

與帝鱷住在同一水域的總鰭魚類經(jīng)常身長(zhǎng)超過(guò)1.8米,重達(dá)90公斤。這增加了獵食大型或中型陸地動(dòng)物的可能性,而非以這些大型魚類為食,許多這種魚類擁有一層保護(hù)用的皮內(nèi)成骨。

在1億1000萬(wàn)年前的早白堊紀(jì),撒哈拉沙漠是個(gè)熱帶平原,上面散布著湖,有河流與溪流過(guò),岸邊布滿植披。

現(xiàn)代真鱷類的體型與外形上非常相似,傾向于生存在不同區(qū)域;帝鱷是鱷形動(dòng)物之一,鱷形動(dòng)物體型與外型上差異很大,大多生存于同一區(qū)域。有四種鱷形動(dòng)物跟帝鱷在同一巖石層發(fā)現(xiàn),包括有著8厘米長(zhǎng)頭顱的矮小鱷類。它們占據(jù)多樣且不同的生態(tài)位,而非互相競(jìng)爭(zhēng)食物資源。 按含河馬,去掉非洲象的公式算,體重還算過(guò)得去,帝王鱷的腿其實(shí)應(yīng)該夠強(qiáng),例如2000kg的雄河馬大概是450mm的Hc+Fc周長(zhǎng),帝王肌鱷假設(shè)按580mm算,即便按指數(shù)2.733放大,理論值也是4000kg左右,因此它陸地行動(dòng)能力即便按半直立算,也有應(yīng)該有河馬的部分行動(dòng)能力,而且帝王肌鱷骨盆腸骨的ilium比真正鱷類比例寬大的多,可以附更多的肌肉。
  所以應(yīng)該考慮下帝王肌鱷有的時(shí)候是像勞氏鱷,法索拉鱷那樣可以陸地行動(dòng),抓個(gè)自己能吞下的蜥腳亞目崽子,漁場(chǎng)與漁場(chǎng)之間遷徙,而不是總在水里面游動(dòng)伏擊獵物。3

相關(guān)報(bào)道

曾經(jīng)的古生物考察認(rèn)為,在距今約1.1億年以前,恐龍并非地球上唯一的統(tǒng)治者。美國(guó)芝加哥大學(xué)的古生物學(xué)家最近在尼日爾的泰內(nèi)雷沙漠發(fā)掘到一具巨型鱷魚的化石。這種鱷魚的學(xué)名叫“sarcosuchus”,就是“鱷魚之王”的意思。與此同時(shí),這些研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn),這只生存在水中的鱷魚堪稱為“龐然大物”。它長(zhǎng)約11.65米,重達(dá)8噸,而且,這只鱷魚與恐龍同處一個(gè)時(shí)期——白堊紀(jì),是當(dāng)時(shí)最兇猛的食肉動(dòng)物之一。更讓研究人員吃驚的是,這樣的鱷魚在恐龍橫行的遠(yuǎn)古時(shí)代,與恐龍共同分享這白堊紀(jì)溫暖的氣候。以能捕食恐龍,主要因?yàn)樗兄浅L厥獾纳眢w構(gòu)造。它的鼻子末端長(zhǎng)著一個(gè)巨大的、球根狀的突起,突起里面有一個(gè)空腔。這使它的嗅覺(jué)異常靈敏,并能發(fā)出奇異的聲音。而且,這種超級(jí)鱷魚的牙齒也非同一般。與一般以魚類為生的動(dòng)物相比,它的下頜牙不僅與上頜牙互相交錯(cuò),而且能精確無(wú)誤的嵌入其中。在100多顆牙齒當(dāng)中,一排門牙能咬碎骨頭,撕裂像小型恐龍。此外,它的眼睛也難以理解地向上翹起。

除此之外,鱷魚的皮膚上還長(zhǎng)有一層片狀骨質(zhì)“鎧甲”。這些“鎧甲”不僅像樹(shù)的年輪一樣標(biāo)志著鱷魚的年齡,而且能保護(hù)鱷魚在捕食獵物時(shí)免受傷害。

事實(shí)上,早在1964年,法國(guó)科學(xué)家就曾在尼日爾挖掘到一塊此類鱷魚的頭蓋骨化石。之后,由保羅·塞雷諾率領(lǐng)的芝加哥大學(xué)的考古隊(duì)也分別在1997年和2000年挖掘到一些類似的化石。但這些殘缺的化石僅僅提示研究人員——這樣的鱷魚有可能存在。而最近的發(fā)現(xiàn)則表明,此類鱷魚可能就是生物史上最大的鱷魚之一。

正如古生物學(xué)家保羅·塞雷諾在接受采訪時(shí)所說(shuō),當(dāng)時(shí),這種鱷魚勢(shì)力非常強(qiáng)大,很可能就是小型食草恐龍做惡夢(mèng)的那類東西。

最新報(bào)道

事實(shí)或許與我們的設(shè)想不同,2014年一份關(guān)于帝鱷頭骨的生物力學(xué)分析表明它們無(wú)法像今天的咸水鱷、尼羅鱷那樣進(jìn)行恐怖的“死亡翻滾”,也就是說(shuō)無(wú)法從大型動(dòng)物的身體上撕下皮肉。再考慮帝鱷較為細(xì)長(zhǎng)的口鼻部,也不適合撕咬大型獵物,因此帝鱷的主要食物還是魚類,只是偶爾會(huì)攻擊小型恐龍。如果比較對(duì)于大型恐龍的威脅,帝鱷遠(yuǎn)不如恐鱷兇殘可怕。