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邢立达:从恐龙足迹中勾勒史前世界

《科技生活》周刊||热度 ( )

  文/记者 马之恒

  在邢立达看来,一些最精彩的恐龙足迹化石,堪称那个时代的“武侠大片”。

  邢立达特色名片

  邢立达的名片很小,只有普通名片的大约一半,却精心雕成雷龙足迹的形状。这种独特的设计,往往会让人们在整理名片的时候,就想起他的研究领域,古生物学中正在复兴的古生物足迹学。

  5月20日,邢立达在著名生物医学期刊《PLoS ONE》(《公共科学图书馆·综合卷》)上,发表了他最新的科研成果:一种多年前发现于重庆市綦江区,曾被认为属于恐龙的足迹化石,根据新的科研证据,其主人应该属于鸟类。在邢立达看来,人们可以从恐龙的足迹化石中读出很多东西,包括恐龙的生活方式、从恐龙到鸟类的演化历程,甚至是大陆漂移的证据。


  5月20日论文涉及的足迹

  《十万个为什么》让他结缘恐龙

  与中国千千万万对恐龙着迷的小男孩一样,邢立达与恐龙的“缘分”,可以追溯到他4、5岁时读到的《十万个为什么》。通过这套历史悠久的科普读物,邢立达知道了世界上居然有过如此巨大的、匪夷所思的、“战斗力十足”的动物,可以满足一个小男孩的种种奇想。此后,形形色色的与恐龙有关的科普书籍、动画片和电影,都被他“收入囊中”。

  读高中的时候,邢立达创建了中国第一个恐龙网站。在这个平台上,他得以同专业的研究者和同好们进行大量交流,慢慢地走进了这个熟悉又陌生的领域,最终走上了研究恐龙和做古生物科普的道路。

  2012年的一本《把恐龙做成大餐》,让很多古生物爱好者和“吃货”认识了邢立达。这本充满趣味的书,并非那些谈论“原始人把恐龙吃绝了”一类内容的三流“科普读物”;相反,出现在这本书里的每一道“菜肴”,无论是食材选择还是烹调方法都颇有科学依据。这是因为,在做科研之余,来自广东潮州的邢立达,凭着对美食的爱好,深入了解了美国、日本、埃及等国家的饮食文化。这两种看似没有关联的人生经历,使他尝试以充满趣味性的方式,向人们传播关于恐龙和其他一些古生物的知识。他精心考证了若干种古动物与现代动物在生物分类上的相似性(比如瓦蛤和现代贝类),或者进化上的关联(比如暴龙和鸡),顺带说上几段古生物研究过程中的趣闻轶事,最后才是从现代烹饪方法出发设想的烹饪古动物的过程。一道道颇具幽默感的“古生物菜”,让人能在不经意间了解不少古生物方面的知识。

  而在科研领域,邢立达最终选择了专攻恐龙足迹学。进入21世纪以后,恐龙足迹学这门学问开始逐渐复兴。所谓足迹学,属于遗迹学的分支,就是研究动物足迹化石中蕴含信息的学问。这些信息与人们对动物骨骼化石的研究相互补充,使人们能更有效地了解地球史上已经逝去的时代。

  邢立达选择足迹学,并不是因为四处搜寻和研究恐龙足迹化石显得很酷,而是因为在中国,有大量的恐龙足迹化石一直没有人研究,在野外风吹日晒,逐渐风化殆尽,其中蕴含的古生物学信息也随之灭失。这使邢立达感到特别痛惜,于是,他几乎自费完成了中国境内多数恐龙足迹化石点的调查与研究,并且命名了10余种不同的恐龙足迹,为这个足迹学的“大家族”增加了少许有着浓重“中国特色”的成员。

  2007年,赵闯与邢立达共同完成了二连巨盗龙的复原图。这是当时所知最大的带羽毛恐龙。


  恐龙足迹演出“地球史活剧”

  从恐龙足迹化石中,专业人士能够解读出很多信息。在邢立达看来,一些最精彩的恐龙足迹化石,堪称那个时代的“武侠大片”。

  2007年,邢立达曾经见过几个发现于山东省莒南地区的足迹化石标本,那上面有大约两厘米长,或者说长度不到两指宽的恐龙足迹,还有波痕和雨滴的痕迹。我们可以想象,这足迹的主人,一只仅有麻雀大小的恐龙,在大雨中沿着河边疾速奔走,有些惊慌地躲避着相对于它的体型来说有些巨大的雨滴。这种激动人心的场景,比起武侠电影也不逊色。见到这些标本之后,邢立达就一直渴望研究一批这样的标本,直到2014年,他听说在四川省昭觉县发现了基本相同的足迹化石,顿时感到非常兴奋。虽然这些化石是在一处峭壁下方的石缝里,无论从山顶还是山脚下接近都很困难,最后借助于脚手架才得以抵近观察,但看到它们的时候,他有了一种得偿夙愿的满足感。

  恐龙足迹化石不仅能够反映出恐龙生活中激动人心的片段,也可以为古生物学家提供恐龙生活中的细节,比如行进速度和是否群居等习性信息。更为深入的研究,甚至可以帮助古生物学家推导出恐龙生活环境的样貌。举例而言,恐龙的泳迹化石,可以让研究者推断出远古时期水体的走向。并通过足迹来推算恐龙的臀高,并因此推算出水体的水深;此外,还可以根据恐龙涉水或游水的方向判断古河道的走向。这些古地理信息,可以让人们更好地了解恐龙居住的环境。

  在一些时候,恐龙足迹化石还会帮助古生物学家填补更多关键的信息,进一步了解恐龙时代的“真相”。比如说,四川省曾经发现过很多著名的恐龙骨架化石,但这些恐龙基本都生活在侏罗纪;至于随后的白垩纪,骨架化石就极少发现。化石的形成有很大的偶然性,但这也让我们无法回答一个看似简单的问题:白垩纪的时候,那里还有没有恐龙?

  随着越来越多属于白垩纪的恐龙足迹化石在四川省被发现,我们最终发现那里仍然是“恐龙之乡”。而且,相比于恐龙骨架化石,足迹化石还有一个明显的“优势”:挖掘恐龙骨架化石,需要连同围岩一起切割下来,用石膏和麻袋包好,做成“皮套克”,装进木箱带回实验室再慢慢清理,费时费力;但对于足迹化石,专业人士只需看一看,马上就可以大致判断出对应的恐龙种类,从而了解那一区域在远古时期的恐龙分布情况。

  埃德蒙顿挖鸭嘴龙

  足迹为大陆漂移提供新证据

  正因为恐龙足迹化石中有如此丰富的信息,多年来,邢立达一直致力于从足迹学的角度入手,尝试“补完”人类对恐龙世界的认识。他最新发表的研究成果,就是多种科研成果“互补”解决古生物学问题的实例。

  出现在5月20日这篇论文中的足迹化石,多年前就已经被发现。受制于当时的足迹学的认识水平,这些足迹化石曾被认为属于兽脚类恐龙,也就是和很有名气的暴龙、伶盗龙属于同一个“家族”。虽然随着古生物学研究的进展,特别是对中国发现的带羽毛恐龙化石的研究,鸟类起源于兽脚类恐龙基本已经成为古生物学界的共识,但是,在从兽脚类恐龙进化为鸟的过程中,两者的“分野”仍然是错综复杂的,支脉甚多,难以完全厘清。如今,广义的“兽脚类恐龙”包括了鸟类;而如果想说明某种兽脚类恐龙并非鸟类,还要特别加上“非鸟”以示强调。因此,古生物学界一直希望能在足迹学之中,区分开非鸟兽脚类恐龙和鸟类。

  足迹为大陆漂移说提供新证据

  正因为兽脚类恐龙和鸟类的这种“犬牙交错”般的关系,某些属于早期鸟类的足迹化石,很可能会在早先的研究中被归到恐龙名下。但随着时间的流逝,一些新的科研证据很可能会提供更多的信息,推翻先前的结论。在加拿大,古生物学家找到了一种体型有些像鹤类的大型古鸟类的化石。通过研究它的脚部的特征,我们会发现綦江的那些足迹化石的主人,就是与之类似的动物。此外,相对于动物的体型,这些足迹更多地反映出类似于现代涉禽的特征。于是,先前的结论被推翻,而邢立达也通过对这一组化石的研究,得以看到鸟类进化的一个珍贵片段。

  而远隔上万公里的两地,却有相似的动物,这不免会让人想起一个广为流传的地质学常识,也就是著名的大陆漂移学说。这种古鸟类的“证据”在加拿大和中国都有发现,可以说明地球上的各个大陆,在几千万年前或上亿年前,并不是现在的样貌。而对恐龙足迹化石的深度解读,可以为大陆漂移学说提供新的证据,乃至新的研究方向。

  如今,邢立达正在主导一项浩大地研究项目,对全中国的早白垩世足迹进行全面的检视,并以一个标准来进行统一的测量。以其中最完好的甘肃省刘家峡恐龙国家地质公园为例,园内至少保存了3000多个恐龙足迹化石。按照每个足迹长度、宽度、深度等大约10个科研数据估算,这个地区最终会得到一个有30000多个科研数据的数据库;而全国的足迹数据,更是可能超过10万个。邢立达表示,所有的数据与照片都会无偿公开,供世界各地的研究者们查询和比对本地的化石。他深信,这将有助于世界各地的足迹学研究者在这一领域进行交流,共同描绘出恐龙时代地球的模样。

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