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在小行星出现之前恐龙就处于危险之中?

发布于:2021-07-02

长期以来,由于化石记录不全,6600万年前非鸟恐龙为何灭绝的问题仍处于未解决状态。

目前最广为接受的导致恐龙灭绝的假说是,约6600万年前,一颗直径约12公里的小行星撞击地球,降落在墨西哥的尤卡坦半岛,造成的爆炸威力是二战期间投在广岛的原子弹的几十亿倍。根据这个假设,我们认为生活在美国的大多数动物都是瞬间被杀死的。而且撞击还引发了全球性的海啸,无数灰尘被抛入大气层,将地球笼罩在黑暗之中,导致包括恐龙在内的大量动植物物种灭绝。

但是,在撞击之前,恐龙的生存状态是怎样的?事实上,关于灾难发生前恐龙的数量是否在减少,仍然存在争议。在《自然-通讯》杂志上发表的一项新研究中,一个国际科学家小组发现:在小行星带来致命一击之前的1000万年间,恐龙的数量就已经在下降.

研究人员重点研究了六个恐龙家族,它们是小行星撞击地球前4000万年(1500万-6600万年前)最丰富多样的恐龙。恐龙六大科中,暴龙科,驰龙科(如猛禽)、伤齿龙科(类似鸟类的小恐龙)为食肉恐龙,角龙科(如三角龙)、鸭嘴龙科(恐龙科物种最丰富)、甲龙科(如甲龙)为食草恐龙。他们都活到以小行星撞击为标志的白垩纪末期。

为了确定这些恐龙的物种形成率和灭绝率,研究人员花了五年时间收集了所有关于这些恐龙的已知信息。他们计算了这六种恐龙的大部分已知化石,代表了大约250个物种的1600多个个体。他们试图弄清楚在特定的时间地球上有多少恐龙家族,每个家族都有什么物种。

在古生物学中,每个化石都有自己独特的编号,这样科学家就可以随着时间的推移通过科学文献来追踪它。然而,根据化石对物种进行正确的分类和定年是一项非常困难的任务。通常,一名研究人员给出年龄和物种的记录,另一名研究人员在重新检查时得出不同的分析结论。

在这种情况下,研究人员必须做出自己的判断,当面对有太多疑问的化石时,他们必须将其从研究中排除。当他们确认每个化石已经被正确分类时,他们将使用贝叶斯模拟来估计每个家族中随着时间推移而进化的物种数量。他们追踪了1.6亿到6600万年前消失的物种,估计了每个家族的物种形成率和随时间的灭绝率。

每一次,他们都要运行模型几百万次,考虑所有可能的误差源,然后检查分析结果是否会集中在最可能的结果上。在估计中,这些模型综合考虑了化石记录在时间和空间上的不均匀分布在不同物种之间的不均匀保存(因为某些类型的恐龙不会像其他类型的恐龙一样变成化石)。这些估计结果是可以改变的。例如,当更多的化石记录出现或新的分析模型出现时,这些结果可能会进一步改变。

左图为6科恐龙物种形成率(蓝色)和物种灭绝率(红色)的变化;右侧显示的是随时间变化的净分化率。|图片来源:杨奇煜康塔明

结果表明,在在7600万年前,也就是在小行星撞击地球前的1000万年前,所有的恐龙物种数量出现了突然的下降,而且这种下降是全球性的,很多物种的数量急剧下降,研究的6个恐龙科中,只有齿龙科略有下降。

是什么导致了这种急剧下降?科学家认为有两个主要的可能因素。

第一个可能的因素是气候变化.恐龙是一种嗜温动物,这意味着它们既不是像鳄鱼或蜥蜴这样的冷血动物,也不是像哺乳动物或鸟类这样的温血动物。它们有介于爬行动物和哺乳动物之间的代谢系统,需要在温暖的气候下正常代谢。然而,据科学家称,当时的地球经历了全球变冷,温度降至7-8左右。这样的温度必然会对恐龙产生巨大影响

响。

另一个因素是所谓的级联灭绝。研究人员在食草动物和食肉动物之间发现了一个交错下降的现象,食草动物的下降趋势略微发生在食肉动物下降之前,很可能是食草动物的减少导致了食肉动物的减少。他们还发现,寿命较长的恐龙物种更容易灭绝,这可能意味着它们更难以适应地球上的新环境。

一个事实是,在恐龙消失之前,哺乳动物的物种数量开始增加。然后在小行星撞击地球之后,这些后来的物种才得以有机会建立我们今天看到的新型生态系统。这样的结果不免让科学家想要询问这样一个问题:假如小行星没有撞击地球,恐龙会因为已经开始的衰退而灭绝吗?还是说它们的数量能自行恢复?

这是个难以有答案的问题。这个世界曾被恐龙主宰了超过1.6亿年,当它们衰落时,其他物种开始崛起,成为新的主宰。许多古生物学家认为,假如恐龙能够存活下来,那么灵长类动物可能就永远不会出现在地球上。至于它们能否恢复数量,这是一个取决于不同物种的问题,有的物种可能存活下来,有的则不然。

对于这个问题,论文的第一作者Fabien Condamine给出的回答是:由于气候恶化和植被的重大变化,白垩纪末期的生态系统承受了巨大的压力,小行星的撞击只是最后的打击。这样的情况在物种灭绝的过程中经常出现,首先它们处于数量下降和压力之下,然后因为一个其他事件介入,使一个无论如何都可能处于灭绝边缘的群体彻底走向灭亡。

#创作团队:

原文:Fabien Condamine(法国国家科学研究中心研究研究)

编译:糖兽

#参考来源:

https://theconversation.com/dinosaurs-were-already-in-decline-before-the-asteroid-wiped-them-out-new-research-163624

http://www.bristol.ac.uk/news/2021/june/dinosaurs-in-decline-.html

#图片素材来源

封面图:Engin Akyurt / Pexels

标签: 恐龙 物种 化石