当6600万年前一颗小行星撞击地球,结束了大约7900万年前开始的白垩纪时,恐龙是否已经在灭绝了?这个问题困扰了像我们这样的古生物学家40多年。
在20世纪70年代末,关于恐龙在大灭绝之前是处于鼎盛时期还是衰落的争论开始了。当时的科学家们注意到,虽然恐龙的多样性在之前的地质阶段似乎有所增加,但在白垩纪的最后几百万年(如果不是更早的话),出现在现场的物种数量似乎有所减少。一些研究人员解释说,这种模式意味着撞击墨西哥湾的小行星只是对本已脆弱的动物群体的最后一击。
然而,另一些人则认为,恐龙多样性的减少可能是由于精确计算恐龙数量的困难而造成的。化石形成可能或多或少地保护不同的恐龙,这取决于它们喜欢的环境以及它们的身体在那里形成化石的难易程度等因素。各种露头的可及性可能会影响到研究人员迄今为止发现的化石种类。这些偏见是一个问题,因为古生物学家必须依靠化石来判断小行星撞击时恐龙种群的健康状况。
在那个关键时刻,恐龙的多样性到底发生了什么?新恐龙的发现、鉴定和描述提供了重要的线索。这就是我们工作的切入点。我们曾认为这是这一时期已知恐龙物种的幼年标本,仔细检查后发现,它实际上是一个全新物种的成年恐龙的一部分。
我们对标本生命阶段的研究表明,在小行星撞击地球之前,恐龙的多样性可能并没有下降,而是有更多来自这一时期的物种尚未被发现——甚至可能通过对博物馆收藏的化石进行重新分类。
我们的新研究集中在四个后肢骨头上——一个股骨,一个胫骨和两个跖骨。它们在南达科他州的地狱溪地层的岩石中出土,可以追溯到白垩纪的最后200万年。
当我们第一次检查这些骨头时,我们确定它们属于被称为栉龙的恐龙家族——一群像鸟一样的恐龙,喙没有牙齿,腿很长,尾巴很短。直接化石和推断的证据表明,这些恐龙很可能浑身覆盖着复杂的羽毛,就像现代鸟类一样。
在这个时期和地区,唯一已知的caenagnathid物种是Anzu,有时被称为“来自地狱的鸡”。全身覆盖着羽毛、运动翅膀和没有牙齿的喙,安祖体重约为450至750磅(200至340公斤)。尽管它有一个可怕的绰号,但它的饮食却是一个有争议的问题。它很可能是杂食动物,既吃植物也吃小动物。
因为我们的标本比安祖小得多,我们简单地认为它是一只幼崽。我们把我们注意到的解剖学上的差异归结为它的幼年状态和较小的体型,并认为如果它继续生长,它会发生变化。安祖的标本非常罕见,在科学文献中也没有明确的幼年安祖,所以我们很兴奋,有可能通过观察安祖的骨头来了解它在一生中是如何生长和变化的。
就像树木的年轮一样,骨头记录的年轮被称为停滞生长线。每条年线代表一年中动物生长放缓的部分时间。它们告诉我们动物的年龄,以及它生长的快慢。
我们从三根骨头的中间切开,这样我们就可以用显微镜检查横截面的内部解剖结构。我们所看到的完全推翻了我们最初的假设。
在一个幼崽身上,我们可以预料到骨骼中生长停滞的线条间距很宽,表明生长迅速,骨骼内外表面线条之间的间距均匀。在这里,我们看到后面的线条间距越来越近,表明这种动物的生长速度已经放缓,几乎达到了成年的大小。
这可不是少年。相反,它是一种全新物种的成虫,我们将其命名为Eoneophron innalis。这个名字的意思是“法老的黎明鸡来自地狱”,参考了它的大表弟安祖的绰号。这一物种的独特特征包括与胫骨融合的踝骨,以及其中一块足骨上发育良好的脊。这些都不是年轻的安祖长大后会失去的特征,而是较小的Eoneophron的独特之处。
有了这个新的证据,我们开始与家族的其他成员进行彻底的比较,以确定Eoneophron innalis在这个群体中的位置。
这也激发了我们重新研究以前被认为属于安祖的其他骨头,因为我们现在知道在那个时期有更多的栉龙生活在北美西部。其中一个标本,比我们的新标本小的部分足骨,似乎与安祖和伊欧欧芬都不同。曾经有一只“来自地狱的鸡”,现在变成了两只,而且有证据表明第三只鸡的存在:一只很大的安祖鸡,和灰熊一样重;一种介质(Eoneophron),大约一个人的重量;还有一个小的还没命名的。
将地狱溪与更古老的化石地层进行比较,比如保存了生活在7650万至7440万年前的恐龙的著名的阿尔伯塔恐龙公园地层,我们不仅发现了相同数量的千层纲物种,而且发现了相同的大小类别。这里是Caenagnathus,与安祖相似;Chirostenotes,相当于Eoneophron;和Citipes,与我们发现的第三个物种相当。在物种数量和相对大小上的这些相似之处提供了令人信服的证据,证明在白垩纪的最后阶段,栉水母保持稳定。
我们的新发现表明,在白垩纪末期,这个恐龙群的多样性并没有下降。这些化石表明,新物种仍有待发现,并支持了这样一种观点,即多样性减少的模式至少有一部分是抽样和保存偏见的结果。
大型恐龙灭绝的方式是否像海明威笔下的人物调侃自己破产的方式一样:“逐渐地,然后突然地”?尽管关于灭绝的争论还有很多悬而未决的问题,但Eoneophron补充说,有证据表明,在小行星毁灭一切之前,caenagnathids已经生活得很好了。