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首都科学讲堂第669期《追寻失落的世界——揭秘中国恐龙》

信息来源:北京科学中心      发布时间:2020-11-01

  2020年10月31日,首都科学讲堂线上开讲,本次首都科学讲堂邀请了中国古动物馆馆长,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王原,为大家带来题为 《追寻失落的世界——揭秘中国恐龙》的精彩讲座。

  

  追寻失落的世界——揭秘中国恐龙

  作为远古蛮荒时期的地球霸主,恐龙的故事和其身上许多待解的谜团,牵动着我们现代人的心。你知道吗?耳熟能详的三角龙、霸王龙等,其实都是“外国恐龙”,而中国本地的“土著恐龙”有322种。除了著名的马门溪龙和中国角龙,还有哪些恐龙也是中国籍?它们曾经是怎样生活的?

  第一讲 恐龙种类最多的国家

  恐龙种类最多的国家是哪一个?我们来看这张恐龙的图片,这头巨大的恐龙有一个重要的特点——尾巴细长细长的,像个小鞭子一样。有学者推测,也许它会用这种鞭子状的尾巴抽赶敌人,或者一些骚扰它的动物。这头恐龙叫梁龙,它实际上是美国产的恐龙,美国把它的复原骨架作为一个礼物赠送给了英国伦敦自然历史博物馆。

  英国对恐龙的研究非常早,早在18世纪、19世纪,最早发现的那些恐龙,包括巨齿龙、禽龙等恐龙的化石都是在英国发现的。当时科学家并不知道它们是什么,只知道这些动物的骨骼非常巨大,骨骼和爬行动物蜥蜴相似。当时英国自然历史博物馆第一任馆长,也是一位著名的古生物学家、博物学家理查德•欧文,为它们起了一个名字“dinosauria“,意为”巨大的、恐怖的蜥蜴“。所以,英国可以说是最早发现恐龙化石并且为恐龙命名的国家。但英国国土面积并不算广阔,所以他们发现的恐龙化石数量也不是太多。

  广为人知并广受喜爱的《侏罗纪公园》系列片中,展现了世界各地的各种恐龙,也引发了全球的“恐龙热“。实际上,这些恐龙的原型主要来自北美,北美恐龙发现的主要地方是美国和加拿大。像霸王龙主要生活在美国,在加拿大也发现过,三角龙也是在两个国家都有发现。

  据中国古动物馆2019年年底的统计,美国已经发现恐龙大概290种左右,加拿大还不到100种,那么美国是不是世界上恐龙种类最多的国家呢?并不是的,中国才是世界第一,根据化石骨骼命名的发现于中国的恐龙已有322种。

  今天的讲解从中国的“恐龙五宝”说起。中国古动物馆联合网友及专家,评选出了五位中国的“恐龙明星”。

  它们在门类上有很大的覆盖性,而且来自中国不同的产地。包括来自新疆、吃肉的单嵴龙;来自辽宁、会飞的小盗龙;来自山东的长了鸭子嘴的青岛龙;来自四川、新疆和甘肃等地的脖子特别长的马门溪龙;以及来自云南的“中国第一龙”禄丰龙。

  第二讲 “牙齿多”与“脖子长”

  让我们先从“新中国第一龙”——棘鼻青岛龙谈起,这种恐龙非常有趣,它的嘴巴像鸭子,是属于鸭嘴龙类的恐龙,头上有一个骨棒,这也是“棘鼻”这个名字的由来。它可以四条腿走,也可以两条腿跑。

  我们中华人民共和国是1949年成立的,1950年的时候,山东大学的师生在山东莱阳做野外实习的时候,发现了青岛龙的化石。1951年,杨锺健先生、刘东生先生、王存义先生等这些学者们就组成了考察队,到那里去挖掘,然后把它挖掘出来。在1958年的时候,由杨锺健先生研究命名。

  科学家对棘鼻青岛龙的研究是不断深入的。早期发现它头上的一个骨棒,旧的复原图表现为这个骨棒支撑着一个软的头冠,骨棒长度大概有40厘米,还是比较长的。但是最新研究发现,其实它这头上的棘突可能更宽、更粗大,实际上是形成了一个巨大的骨质头冠,而且这个头冠和鼻骨融合在一起,形成了一个中空管状的结构。

  学者们推测,这种结构可能和发声有关。这样的头冠除了可以辅助发声,也还可以用于种类间的识别——不同种类的恐龙长着不同的头冠。青岛龙有非常多的牙齿。我们知道,现在生活在地球上的所有的鸟类嘴里都没有牙齿,可是长着“鸭子嘴”的青岛龙,嘴的前部没有牙,有一个角质喙,而嘴的后部长了1000多颗密密麻麻的牙齿,组成一个齿板的结构,适合研磨比较坚韧的植物纤维,这就是青岛龙的一个重要特征。

  接下来,我们讲脖子特别长的马门溪龙。它的头比较小,但是身体特别巨大,使用四足行走。它是世界上脖子最长的恐龙。大概有多长?我们可以举个例子,比如马门溪龙中个体最大的一个种——中加马门溪龙,全身的长度大概是35米,脖子就有15米长,身体长度的一半基本上都是脖子。这样一个长脖子是干什么用的?最大的一个可能是方便吃到高处的树叶,能够得着其他身材小的恐龙够不着的食物。这种蜥脚类的恐龙还有一些很特别的特征,脖子上有很多这种长棍状的结构,顺着脖子延伸。这一根一根的棍,其实就是它颈部的肋骨,帮助来加固脖子,这样脖子就比较结实,不会说一下子就耷拉下来了。但同时有一个缺点,会限制脖子的灵活度。所以马门溪龙的脖子实际上不会来回打弯,还是比较僵硬的。

  青岛龙和马门溪龙都是植食性恐龙。这时候要说一个有趣的概念,一般人在对恐龙食性进行分类的时候,经常说这个恐龙是吃肉的,这个恐龙是吃草的。但是学者不这么说,为什么?因为草是一种很特别的被子植物,它出现的时间实际上是比较晚的,有些恐龙可能一辈子都没见过草。草,在分类上属于被子植物的禾本科,是一类能开花的植物。根据已有的化石证据,草大概在1亿1000万年左右的时候才在地球上出现。而马门溪龙生活在1亿5000万~6000万年之前,它显然没有见过草。所以马门溪龙不是吃草的,而是一种吃植物的恐龙,它可能吃松柏类的枝叶或者蕨类植物的叶子。

  青岛龙生活在距今大概7000万年前,它能不能吃草,这个问题还没有准确答案。从时间上来讲,它应该已经见到草了,但是它能不能吃草,还没有找到最直接的证据。

  第三讲 无肉不欢”与“飞龙在天”   

  讲完了两个植食性恐龙大家想了,全是吃植物的,没意思,小朋友最喜欢吃肉,尤其很多小朋友也是无肉不欢的。那我们接下来讲一个无肉不欢的恐龙。它的脖子比较短,头非常大,头上有一个单一的头冠,所以叫做单嵴龙。它使用两条腿走路,牙齿和爪子都非常尖利。它本身是一种食肉恐龙,无肉不欢,和它生活在同一个时期的有一种群居性植食性恐龙叫巧龙,体长有3米多,它很可能是单嵴龙的食物。

  接下来讲一种小型恐龙,和单嵴龙都属于一个叫“兽脚类”的恐龙家族。但它和单嵴龙不太一样,在它的身上,发现了很特别的一种结构——羽毛。它全长大概70厘米,前肢和后肢都长了可以用于飞翔的飞羽,所以它身上看起来有四个翅膀,这是一个很特别的特征。另外,它有一个非常长的骨质尾巴。这种恐龙的名字叫小盗龙,本身也是吃肉的,包括会吃小蜥蜴、鱼、鸟类和哺乳动物等,我们知道这些是因为在一些小盗龙的肚子里分别发现了这些动物的骸骨。

  小盗龙发现于辽宁省朝阳市,生活在距今1亿2000万年前。我们说刚才前面的单嵴龙实际上生活的年代是在距今1亿6000万年左右,它又比单嵴龙生活的时间晚了很多。它实际上非常小,站在地上高度可能不到半米,它的飞羽是片状的,羽轴偏向某一侧,而不是处在正中间对称的。这样的一个四个翅膀的恐龙非常特别,2003年被发现的时候震惊了全世界。 我们可以用“龙生四翼“四个字来形容它。小盗龙告诉我们,从恐龙到鸟类的演化,经历了从四翼到两翼的演化过程。学者们也对这个四翼做了一个风洞实验,看它的翅膀怎么摆的时候飞得最好。最后发现,小盗龙翅膀的摆法就是两个后腿在两个前腿下面,这种状态下飞得最好。这正好和人类早期制造的双翼飞机的那种上下翼叠置的状态是一样的。所以我们人类学习飞行,实际上和恐龙学习飞行的过程不谋而合。早在1903年,人类就懂得了采用四翼飞行的方式,这是一个非常大的巧合。

  小盗龙还被写进了中国小学语文的四年级课本,课文题目叫做《飞向蓝天的恐龙》,作者是我们中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的徐星教授。这篇课文讲了一个“恐龙并没有灭绝,而是飞上蓝天演化成鸟类”的故事,这也是中国科学家最近二三十年的一个重大发现。其中小盗龙就是一个重要的代表。这些恐龙在中生代末的那次大的自然灾害发生之后幸存了下来,重新繁衍,形成了现在地球上1万多种鸟类,它们都是恐龙的后代。

  第四讲 “中国第一龙”

  前面我们已经讲了中国恐龙“五宝”中的四种,压轴来讲的恐龙一定非常重要,它的名字叫做禄丰龙。它因为在云南禄丰被发现而得名,它的研究者中国古脊椎动物学之父、恐龙研究之父杨锺健先生,是中国古脊椎动物学的开拓者和奠基人。杨老本身不光是一位古生物学家,也是一位早期的革命者,在学界有非常高的威望。杨锺健先生根据当时一位德国教授的姓氏音译,给它全名起作“许氏禄丰龙”。禄丰龙的头比较小,胳膊比较短,既可以四足行走,也可以两足行走,全长大概6米左右,算是一个中型的恐龙。它生活在距今2亿年前的侏罗纪早期,也是在中国发现的时代最早的恐龙。大家知道,恐龙最早并不是在中国起源的,普通认为的起源地应该是在南美洲,在阿根廷发现了始盗龙和埃雷拉龙,这样的恐龙被认为是世界上已知最早的恐龙,生活在大概2亿3000万年前左右。

  禄丰龙相当于恐龙在南美洲起源之后,经过扩散以及大概3000万年的演化,才在中国出现的第一只恐龙。由于这样的一个原因,我们管它叫“中华第一龙“或”中国第一龙“。

  用一句话来形容许氏禄丰龙,它是由中国人自主发现、发掘、研究、装架、展出的第一头恐龙。在许氏禄丰龙发现之前,中国实际上也发现过其他恐龙化石,但这些恐龙化石大部分不是很完整,比如发现了一个腿骨,或者发现了一个下颌骨等,把“破碎的恐龙”装架成一头完整的恐龙,是比较困难的。

  由于许氏禄丰龙的完整度非常高,它全身的骨骼、化石大概有百分之七八十都保存了下来,这在一个大型恐龙的身上是非常不容易的。1941年,它在重庆装架,对公众展出,当时也引起了轰动。

  1938年,杨锺健先生和他的同事在云南禄丰发现了这个化石,发掘后运到昆明去研究。1940年在昆明的时候,他当时写了一首诗《机群》。因为那个时候,中国正处于抗日战争时期,很多科研机构都被迫迁往内地,古生物学研究机构就迁移到了昆明。杨老在那个时候作的科学研究受到了很大的干扰,这个《机群》描述的就是当时日寇敌机轰炸时候的一个情景。这实际上也可以想象出来,那个时候的科学研究所处的环境是很艰难的。但是在这样艰难的环境下,我们的科学家还是在努力地工作。

  许氏禄丰龙装架好后,杨老当时非常兴奋和激动,他特意写了一首诗,叫《题许氏禄丰龙再造图》,来纪念许氏禄丰龙的研究、装架这个重大的事件。他当时是这么写的:“千万年前一世雄,赐名许氏禄丰龙。种繁宁限两洲地,运短竟与三叠终”。什么意思?就是说这个恐龙实际上是生活在2亿多年前,当时算是一个陆地的霸主,他给它命名为许氏禄丰龙。这个恐龙实际上发现的地域是比较狭窄的,主要发现在云南,当然后来在贵州也有一定的发现,它生活的时间比较短。当时的研究认为,它在三叠纪的晚期就灭绝了。后来重新研究之后,发现它生活的时代其实不是三叠纪的晚期,而是侏罗纪的早期。

  他接着写:“再造犹见峥嵘态,像形应有浑古风。三百骨骼一卷记,付与知音究异同”。什么意思?就是说,把恐龙骨骼重新装架起来之后,能够看到它的峥嵘态,非凡的样貌,远古来的那种气息扑面而来。另外,一个许氏禄丰龙身上的300多块骨头,基本上大部分都保存了下来,他和这些同行们进行研究交流时,发自内心地高兴。杨老不光是科学家、革命家,本身也是一位诗人,一生写了2000多首诗。

  许氏禄丰龙还有一个世界之最,它是世界上第一枚恐龙邮票的主角。1958年的时候,中国人民邮政出版发行了这张邮票,上面有一个恐龙的骨架,后面还有一个复原图的背景,展示的就是许氏禄丰龙。这也是世界第一枚恐龙邮票,1958年之前从来没有以恐龙为主角画到邮票上。

  1958年,中国发行了世界第一枚恐龙邮票,以禄丰龙为主角

  2017年的时候,中国古动物馆和英国伦敦诺丁汉大学及诺丁汉市政府合作做了一个展览,叫做“从撼地巨人到飞羽精灵——中国恐龙大展”。展示的恐龙当中,有一头就是许氏禄丰龙。

  它的意义非凡。除了它是中国最早出现的恐龙,它也是世界第一枚恐龙邮票的主角,另外,它还是中国第一个装架的恐龙。除了这些原因,选择它去英国,还有一个特别的原因:就是这只恐龙发现的背景。在研究这个恐龙的过程中,正好经历了中国抗日战争非常艰难的一个时期,重庆大轰炸发生在1938~1943年,这个恐龙装架是在1941年,正好也是在战争进行中,大部分国土沦陷的时期。这也显示了中国人民,尤其是中国这些科学家的这种奋勇不屈的抗争精神,不因为帝国主义侵犯,就放下科学研究。1941年,它在重庆北碚区展出时,重庆市民都非常振奋,这一展出实际上振奋了民心。

  中国有300多种恐龙,那这些化石都是在哪里发现的?实际上据我们统计,在全国26个省区都发现了恐龙的化石,包括恐龙的骨骼化石、蛋化石和足迹化石,实际上是不一样的。我们根据化石的骨骼、牙齿命名的有322种。同时还会根据恐龙蛋来命名,因为恐龙蛋形状不同,有长条形的,有椭球状的,这个也是一种命名的方式,中国已经命名了70种恐龙蛋。但是大家经常有一个疑惑,这种恐龙蛋能知道它是哪一种恐龙下的吗?

  其实我们只知道极个别的恐龙,比如说窃蛋龙的蛋是长形的,为什么?因为在长形的蛋里头发现了小窃蛋龙的胚胎,在这种特别的情况下,才有可能知道哪一种恐龙下了哪种蛋。而在大多数情况下,骨骼化石和蛋化石是两套不一样的分类系统,没法给它完全地一一对应上。还有一个无法对应的就是足迹化石,因为恐龙踩到地上有的时候会留下足迹化石,我们也命名了60种足迹化石。

  下面给大家介绍几本非常有趣的书,因为从我个人觉得,我们在做科普的时候,书籍的作用还是无法替代的,翻看这个书的过程是十分开心的,是非常重要的一个科普渠道。我们中国古动物馆最近刚编著了两本书,一本叫做《追寻中国恐龙》,这里头介绍了28种中国重要的恐龙。还有一本叫做《探秘古鱼王国》,这里头介绍了在中国发现的远古的鱼类,介绍了18种,这是我们在2020年8月刚刚出版的,是由我们博物馆的张平老师、葛旭老师等撰写的,内容非常棒,在科学性和艺术性上,大家都会看到不一样的呈现。这些恐龙的样子画出来非常有趣,大家可以看一看。

  我们这个讲座的题目叫做“追寻失落的世界——揭秘中国恐龙”,那很多小朋友会说,我很想到野外去找恐龙,有没有这样的渠道呢?我们博物馆也提供了这样一个平台,就是我们一直在做的“一带一路”探龙记。

  “一带一路”大家知道,这是咱们中国古老的丝绸之路,中西方经济文化交流的通道。在丝绸之路沿线上,发现了很多的恐龙化石,尤其是甘肃这个地方,我们可以深入到戈壁滩里头去寻找1亿多年前的失落的世界,发现恐龙的骨骼,还有和恐龙伴生的其他动物,乌龟、蜥蜴、叶肢介等各种各样的动物。

  我们“一带一路”探龙记有一个口号,这实际上也是我想出来的,叫做“白天挖化石,晚上看星星”。白天的时候光线好,可以去挖恐龙的化石去。晚上的时候,因为在戈壁滩上,所以星光特别好,没有城市那种灯光污染,也没有雾霾,天特别蓝,于是在晚上可以看到很多的星星,我们也会找天文学的老师给大家讲一些星星的知识。

  我们住的那个地方实际上是戈壁滩上,我们会搭起账篷来,吃住都在野外,这个过程我觉得非常有趣。那个地方没有手机信号,可以亲密地接触大自然,这几天里头你是根本没法用手机的,我们把全部的精力都放在恐龙化石的寻找和发掘上。

  另外,我们还会加入一些人文的内容,比如说敦煌莫高窟就在附近,我们会去拜访,这实际上是一个人类壁画艺术的圣地。另外,还有关于中国建筑的,比如说我们会去拜访附近的嘉峪关,这是长城的起点。所以我们“一带一路”探龙记,就是希望把科学、文化、艺术结合起来进行一次探险,每年的暑假都会组织,欢迎大家明年来参加。

  中国恐龙还有很多的未解之谜等待我们去探索,也欢迎大家到我们中国古动物馆来参观,和我们一起探索未知的奥秘。

   

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