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恐龙为啥吃嘛嘛香?进化让其下颌越来越强 精选

已有 3656 次阅读 2021-12-17 09:24 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

英国伯明翰大学为首的国际研究团队发现,兽脚类恐龙的下颌在1.65亿年的进化史中,变得越来越强壮,有能力进食更坚硬的食物。


北京时间2021年12月17日凌晨0时,该研究发表在《当代生物学》期刊上。


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研究人员对超过40个恐龙下颌建立电脑模型,通过咬合模拟,研究它们进食时的生物力学。这些下颌來自五个不同的兽脚类恐龙群,包括典型的肉食性恐龙,如霸王龙和伶盗龙,以及较罕为人知的植食性恐龙,如似鸟龙类、镰刀龙类和窃蛋龙类。


结果显示不论是肉食性还是植食性恐龙,后期进化出的下颌均比早期的坚固,变得更适合进食较硬的食物。研究人员发现,后期的下颌除了变得更厚,也出现整体形态向上或向下弯曲的现象—肉食性恐龙的下颌随着进化变得上翘,而草食性恐龙的下颌则向下弯曲。


例如,早期霸王龙类如冠龙的下颌相对修长和直。而后来出现的特暴龙和霸王龙的下颌,不但更深厚,前端更向上弯曲。植食性恐龙如窃蛋龙类尾羽龙,则有向下弯曲的下颚。生物力学分析显示,这种弯曲形态有助在咬合食物时,分散所产生的压力,以减低下颌骨因此而受伤破裂的机会。


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图:生活在晚白垩纪内蒙古二连组的兽脚类恐龙群,通过进食不同食物,减低它们之间的竞争,有助兽脚类恐龙变得更多样化。图中包括巨盗龙(偷蛋龙类)、似金翅鸟龙(似鸟龙类)、内蒙古龙(镰刀龙类)和伶盗龙(驰龙类)。图片提供:Gabriel Ugueto。


领导这项研究的伯明翰大学博士生马慧芯说:“虽然兽脚类恐龙在电影中总是被描绘成可怕的掠食者,但它们的食性实际上非常多样。肉食性和植食性恐龙的下颌随着时间在结构上变得更强壮是个很有趣的发现,这让它们的食物种类更广泛。


“兽脚类恐龙在其 1.65 亿年的进化史中经历了极端的饮食变化。它们最初是肉食性,后来演变成特化肉食性、杂食性和植食性。研究兽脚类的进食机制如何变化,也能加深我们对其他脊椎动物饮食转变的了解。”


伯明翰大学高级讲师、指导此研究的Stephan Lautenschlager博士说:“看到食性不同的兽脚类恐龙,通过不同策略来增加下颌稳定性十分神奇。这是通过骨骼重塑达成的—在进食中承受高压力的颌骨区域会出现骨骼沉积。”


团队研究了霸王龙生长时在进食机制的变化,观察到霸王龙和特暴龙等成年兽脚类恐龙的下颌,比起幼年时期更深更向上翘,整体结构也更坚固。


Lautenschlager博士进一步解释说:“下颌强化在进化和成长之间的相似性表明,幼年恐龙的发育模式最终影响了整个群体的进化。这很可能促进了兽脚类恐龙的颌骨进化,及其超过1.5亿年的整体成功。”


相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.11.060




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