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泥潭龙长大后失去了牙齿

6 条来源 5 条一手来源 已翻译 2026年9月22号

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陈列在石板上的泥潭龙骨骼化石,可见头骨、弯曲的颈部、胸廓和修长的后肢。

2011 年东京恐龙博览会上展出的泥潭龙化石,照片的档案记录将其标注为正模标本。摄影:★Kumiko★,图片来自维基共享资源,CC BY-SA 2.0。[2]

面对一副没有牙齿的恐龙颌骨,人们很容易走上一条认识它的捷径:为它补上喙,设想它能吃些什么,再据此勾勒它的模样。泥潭龙(Limusaurus inextricabilis)却让这条捷径遇到了难题。最小的个体长着牙齿,发育更成熟的个体已经失去了牙齿。[4] 要描绘这种动物,还得把年龄考虑在内。

2009 年用于命名这种动物的标本,保存了一副近乎完整、骨骼仍相互连接的骨架,各块骨头的位置关系足以让人还原身体的排列形态。[1] 不过,连接得再完整的骨架,也只记录了生命中的一个时刻。要看清这种恐龙的口部经历了什么,研究者需要一批死亡年龄各异的个体。

最初的化石呈现了怎样的动物

徐星与同事描述的泥潭龙化石,出自中国新疆五彩湾附近的石树沟组上部。它生活在约 1.6 亿年前的晚侏罗世。研究者推测这些动物曾陷入泥潭,它们的名字也由此而来。正模标本是物种命名所依据的标本;泥潭龙的正模编号为 IVPP V15923,保存在北京的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所。[1]

最初的描述强调了一组少见的特征:头部小巧,颌部无齿,颈部与后肢修长。喙部和集中保存的一团吞入体内的石块,支持了植食性的解释。兽脚类恐龙以其中的肉食成员闻名,泥潭龙也属于这一类群,身体却具备了适应另一种食性的特征。[1]

配图记录了 2011 年东京恐龙博览会上展出的泥潭龙化石。[2] 装裱陈列的化石板如同一件已经定型的作品,带着确凿的分量;科学描述则更容易随着研究而修订。问题很快转向:这种动物眼前所见的特征,有多少其实属于某个特定的生长阶段?

19 副骨架串起一段生命历程

这项研究于 2016 年 12 月公布,刊登在 2017 年 1 月的《当代生物学》(Current Biology)上,共考察了 19 件标本。Shuo Wang 与同事依据体型和骨组织学证据,也就是骨骼的显微结构,将它们划分为 6 个生长阶段。研究者在这一系列标本中识别出 78 项解剖特征变化,其中就包括幼体的牙齿逐渐消失,较年长的个体变得无齿、具有喙部。[4]

排列化石的生长次序,可以从体型入手;骨组织则给出了另一类生长证据。两者相互印证十分重要:小骨架也需要其他证据才能被认定为幼体,解剖上的差异同样要经过辨别,才能用于区分物种。

乔治·华盛顿大学对这项研究的介绍写道,这些骨架出自新疆的泥潭陷阱,动物陷入其中后死去。共同作者 James Clark 强调,能获得一组涵盖如此不同年龄的标本,实属少见。Josef Stiegler 则指出,这批材料让研究者有机会结合外部形态、骨骼微观结构与化学证据开展研究。[3]

当年的死亡事件,成了这些沉积层在科学研究中的独特优势。有了多个个体,研究者就能反复观察,检验所提出的发育顺序。仅凭一颗无齿头骨,远不足以完成这样的检验。

封在牙槽里的牙齿

单看牙齿缺失,还有一个明显疑点:牙齿也会在动物死后脱落散失。更有力的证据藏在颌骨本身。

2017 年的一项后续研究用计算机断层扫描揭示了颌骨的内部形态。成熟泥潭龙的颌骨仍保留牙槽残迹,这些空间的上方已经封闭,并汇入下颌骨内部的一条管道。在幼体标本 IVPP V15301 中,研究者还辨认出一颗替换齿,封存在朝向咬合面的开口已经闭合的牙槽内,正常萌出的通路就此阻断。[5]

这一细节具体而鲜明。藏在颌骨中的牙齿,记录了一段中途停止的发育过程:替换齿已经形成,却再也到不了颌骨表面。只看颌骨的外缘,这段经历便会隐而不见。

作者将这些形态与一个范围更广的假说联系起来:多个恐龙谱系在喙的演化过程中,牙齿发育提前终止。他们提出的发育机制,已经超出了扫描能够直接揭示的内容。[5] 骨骼可以保存生长留下的形态;至于究竟是哪种分子信号引起了变化,还需要实验加以检验,化石本身无法保存这样的实验证据。

变化中的嘴,吃进了什么?

Wang 与同事提出,泥潭龙的食性从幼年到成年发生了转变:幼体推测为杂食,成体则为植食。除了颌骨,他们还考察了胃石,也就是吞入体内的石块,以及稳定同位素证据。[4] 大学的介绍同样将骨骼化学证据列为食性变化的依据,同时保留了幼体吃肉或混合摄食多种食物的解释。[3]

这些证据能辨明的细节各有差别。化石序列直接记录了牙齿的消失,要还原食谱,则需要综合食物处理方式与化学方面的线索。至于某个个体究竟吃过哪些植物或小动物,它的食谱在一个季节内变化了多少,就更难确定。

另一个生态学设想也值得讨论,同时应与已经观察到的事实分开:假如幼体和成体吃不同的食物,便可进一步推测,它们对同一栖息地资源的需求也较少重叠。生长序列让研究者得以提出这个问题;对于动物生前的竞争程度,这批材料尚无直接测量结果。

无齿的颌骨,仍留着过去

这样的比较已经延伸到泥潭龙之外。2025 年的一项研究中,Felipe Pierossi 与同事报告了一件巴西兽脚类恐龙 Berthasaura 的下颌骨,其上保留着牙槽残迹。他们据此推测,这种动物也曾在生长过程中失去牙齿。[6]

两类证据的差别仍值得留意。一副保留牙槽残迹的颌骨,可以提示一段过往;一组年龄不同的个体,则让研究者有条件将那段过往还原得更为细致。

再回头看那块化石板,眼前的动物便有了变化的余地。它的口部有自己的过去,在它活着的时候,也有尚待经历的未来。面对恐龙的牙齿,一个格外能揭示其生命历程的问题,是它究竟保留了这些牙齿多久。

资料来源

  1. 徐星等,《A Jurassic ceratosaur from China helps clarify avian digital homologies》,《自然》,2009 年——原始描述、标本身份、产地、解剖特征与植食性推断;研究机构提供的 PDF。
  2. ★Kumiko★,《Limusaurus inextricabilis holotype》,摄于 2011 年东京恐龙博览会——照片及来源记录,维基共享资源,CC BY-SA 2.0。
  3. 乔治·华盛顿大学,《No Teeth? No Problem. Dinosaur Species Had Teeth as Babies, Lost Them as They Grew》,2016 年 12 月 22 日——研究者对化石组合、生长序列及食性解释的介绍。
  4. Shuo Wang 等,《Extreme Ontogenetic Changes in a Ceratosaurian Theropod》,《当代生物学》,2017 年,2016 年 12 月 22 日在线发表——19 件标本、生长阶段、牙齿丢失与食性证据;PubMed 记录及摘要。
  5. Shuo Wang 等,《Heterochronic truncation of odontogenesis in theropod dinosaurs provides insight into the macroevolution of avian beaks》,《美国国家科学院院刊》(PNAS),2017 年——颌骨内部解剖、封闭牙槽及所提出的发育机制;研究机构提供的 PDF。
  6. Felipe Pierossi 等,《Convergent evolution among non-carnivorous, desert-dwelling theropods as revealed by the dentary of the noasaurid Berthasaura leopoldinae》的数据与研究摘要,Dryad,2025 年 7 月 14 日——新发现的下颌骨及对牙槽残迹的解释。
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