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古生物学：生命科学和地球科学的交叉科学

科学家在研究翼龙的过程中，发现了古生物学的一个重大漏洞

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所有的科学研究都是建立在前人的研究之上，但研究人员必须重新审视被普遍认可的观点，确保这些观点经得起最新分析方法的考验。T9X高三网

那些已灭绝的动物吃什么？这是人们——尤其是孩子们最先问的问题之一。T9X高三网

你可能会惊讶地发现，古生物学家有时都难以解答。他们从存活的亲缘动物身上寻找线索，但像翼龙这种早已灭绝又没有亲缘动物存活的物种，想知道它吃什么就更难了。你能拿什么来和它们进行合理的比较？即使你就它们的食物提出了猜测，又怎么验证呢？侏罗纪时代的长爪双型齿翼龙曾被认为外形和海鹦相似。研究人员现在知道，它的飞行能力不佳，更可能在地面觅食。T9X高三网

翼龙是会飞的爬行动物，包括著名的无齿翼龙和翼手龙，现在它们都已经灭绝。它们不是恐龙，而是和恐龙同时存在于中生代的另一个爬行动物分支。它们是真正进化出飞翔能力的第一群脊椎动物，打败鸟翼类恐龙成为空中霸主，统治天空至少有6000万年之久。它们形态各异，大小不一，有的娇小可爱，如同猫咪，有的块头很大，直起身能和长颈鹿脸对脸平视——如果白垩纪有长颈鹿的话。在长达1.4亿年的存活期里，翼龙是中生代很多生态系统的重要组成部分。然而，对于它们吃什么的问题，我们几乎没有找到任何决定性的线索。T9X高三网

哈特兹哥翼龙和阿氏翼龙是体型最大的两种翼龙，图为它们与人类和长颈鹿的大小比例T9X高三网

“下颌和牙齿呈现出多种多样的形态和大小，这说明翼龙的食物非常广泛，”莱斯特大学古生物学高级讲师、翼龙研究专家大卫·安文（David Unwin）说，“问题在于，到目前为止，我们难以确切地知道具体每种翼龙吃的是什么。对于翼龙目的食物，学界各执己见，只有一两个品种例外。”T9X高三网

为了解答这个问题，莱斯特大学博士生乔丹·贝斯威克（Jordan Bestwick）决定对科学文献进行一番研究，其成果已于近日发表。贝斯威克将不同品种的翼龙吃些什么食物的各种结论汇编在一起：“我特别注意那些关于翼龙食物的陈述是否有证据支持，如果有，又是哪类证据。” T9X高三网

关于已灭绝动物的食物，主要证据来自于骨骼的定性分析，也就是比较解剖学，或者分析胃部、喉咙内的残余食物化石。虽然比较解剖学在几百年时间里一直是古生物学的支柱，但在理想情况下，现代研究人员力求用定量方法来支持其观点。T9X高三网

例如，他们运用工程原理来测试骨骼结构的特性，或者利用航空数学和建模来测试飞翔能力。这些数据可以告诉我们，已灭绝动物的身体具有什么能力，以支持或者质疑关于食物的假设。分析化石中的同位素也能提供有关动物吃何种食物的严格数据，因为骨骼携带了食物的化学物质标签。T9X高三网

长吻鳄是常常拿来跟翼龙进行比较的动物之一T9X高三网

贝斯威克仔细梳理了124项已发表的翼龙研究文献，发现在关于翼龙食物偏好的推论中，87%只是基于定性分析，超过半数仅仅通过比较解剖学得出。“我没想到有这么多的推论是基于不可验证的想法，”贝斯威克说。这突显了对翼龙生态学进行更严格分析的必要性。T9X高三网

通过比较方法得出不可靠结论的一个例子发生在双型齿翼龙身上。下图中这只来自于英国侏罗纪时期的翼龙，拥有1.5米的翼展和与众不同的头骨。在20世纪初，研究人员声称，它的头骨类似于大西洋海鹦的头骨。因此，“双型齿翼龙被推断为一种食鱼动物，”贝斯威克说。但这种相似性只是表面上的：当把双型齿翼龙的头骨和海鹦的角质喙进行比较时，可以看出后者不仅结构不同，而且生物材质也不同。“但由于无法进行可靠的验证，这种观点在20世纪余下的时间里被普遍认可，”贝斯威克说。T9X高三网

图为侏罗纪时期的双型齿翼龙。这种翼龙常常被错误地拿来跟海鹦进行比较。该化石存放于伦敦自然历史博物馆T9X高三网

幸好，现在古生物学家运用新的方法，重新审视这些经典观点，改变了人们对双型齿翼龙的认知。“在过去几年里，飞行模型已经证明，双型齿翼龙的飞行能力不佳，”贝斯威克说，“它更可能是在地面上搜寻陆地食物。”T9X高三网

所以，根本没有侏罗纪海鹦，或者更准确地说，就算有，双型齿翼龙也和海鹦无关。安文对研究结果进一步阐述说：“这告诉我们，目前的大多数观点都缺乏可靠证据，大部分是基于几十年甚至几百年前的定性推断。一旦被写入文献，这些观点往往会被一代又一代的研究人员采纳，且很难被推翻，不是因为证据确凿，而是因为‘人人都知道是这样’。”T9X高三网

一些翼龙拥有与众不同的牙齿，这可能有助于了解它们吃什么食物T9X高三网

此类问题不只影响到研究翼龙的古生物学家。所有的科学研究都是建立在前人的研究之上，但研究人员必须重新审视被普遍认可的观点，确保这些观点经得起最新分析方法的考验。例如，微CT扫描的广泛应用催生了对旧化石材料的多项新研究。如今的计算能力已经能够创建基于数学和测试推理的模型，这使古生物学从一种翻抽屉文件的爱好，变成了一个缜密严谨的现代学科。不幸的是，那些新的认知常常需要时间才能深入人心。T9X高三网

既然已经意识到了翼龙研究中的这种问题，那么如何解决呢？T9X高三网

“我将继续我的研究，对翼龙牙齿的微观磨损进行微观结构定量分析，”贝斯威克说。微观磨损分析涉及到检查牙齿表面的微观划痕和凹陷。这些划痕和凹陷是在吃东西的过程中形成的，可以被量化，用于分析动物所吃的食物种类。该方法已经被用来研究哺乳动物的牙齿化石，以便评估食物偏好。“这种方法以前从未被用来研究翼龙或者爬行动物吃什么，”他说，“希望该方法在翼龙的食物方面能有新发现。”T9X高三网

翻译：于波T9X高三网

校对：李莉T9X高三网

编辑：漫倩T9X高三网

来源：The GuardianT9X高三网

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科学家在研究翼龙的过程中，发现了古生物学的一个重大漏洞

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