长颈恐龙将其前额向侧面旋转

长颈恐龙将其前额向侧面旋转

长颈恐龙(食脚足纲动物)可以将其前额向前和向侧面定向。他们脚的方向取决于动物的速度和重心。一个国际研究团队使用最先进的方法研究了摩洛哥阿特拉斯山脉脚下的众多恐龙足迹。通过将它们与其他蜥脚类动物的足迹进行比较,科学家确定了长颈动物如何向前移动。结果现已发表在《脊椎动物古生物学杂志》上。

长颈恐龙(蜥脚类)是中生代(恐龙时代)最成功的食草动物之一。该组的特征是柱状腿上的桶形身体以及非常长的脖子,其头部相对较小。长颈恐龙存在于大约210到6600万年前,因此它们能够在地球上维持很长一段时间。他们的巨大成就远超其他恐龙,也表明了他们的成功。

蜥脚类动物包括地球历史上最大的陆生动物,约30米长,重达70吨。德国波恩大学地球科学研究所的古生物学家詹斯·拉伦萨克(Jens Lallensack)说:“但是,这些巨人究竟是如何运动的,目前还不清楚。” 四肢关节部分为软骨状,因此未化石,仅能得出有关运动范围的有限结论。

长颈恐龙将其前额向侧面旋转

长颈恐龙将其前额向侧面旋转

3D计算机分析的侦探工作

但是,可以借助巨人的化石足迹来重建拼图中缺失的部分。在波恩大学的带领下,一支由日本,摩洛哥和德国组成的国际研究团队,已对摩洛哥阿特拉斯山脉脚下的一个独特的赛道场地进行了调查。该场地由一个54 x 6米的表面组成,该表面在山区形成过程中垂直放置,并显示了数百个单独的脚印,其中有些重叠。这些足迹的一部分可以分配给总共9条轨道(各个足迹的序列)。博士说:“从这些混乱的足迹中划出单独的轨道是侦探性的工作,只有通过对计算机上的高分辨率3-D模型进行分析才能实现。”

摩洛哥赛道场地的前部,有两条最长的赛道。上图:3D模型作为深度彩色图像,下图:脚印的解释。图片来源:脊椎动物古生物学会
研究人员对结果感到惊讶:轨道非常狭窄-左右脚印几乎成一直线。同样,前脚印像蜥脚类动物的足迹一般并不指向前方,而是指向侧面,有时甚至是向后倾斜。甚至更多:动物能够根据需要在两个方向之间切换。Naturkunde Magdeburg博物馆的Michael Buchwitz博士说:“人们可以通过跨过尺骨和radius骨向下转动手掌。” 但是,这种复杂的运动仅限于当今陆地脊椎动物中的哺乳动物和变色龙。这在包括恐龙在内的其他动物中是不可能的。因此,蜥脚类动物一定找到了另一种使前足向前转的方法。

如何解释前脚的旋转?

如何解释蜥脚类动物足迹中前脚的旋转?关键可能在于强大的软骨层,这使关节(尤其是肩膀)具有极大的灵活性。但是为什么双手都向外旋转呢?日本冈山理工大学的石垣忍信解释说:“手掌朝外的手是蜥脚类动物的双足祖先的原始状况。” 因此,问题应该是为什么大多数蜥脚类动物都将其前额向前推进-这在解剖学上很难实现。

追踪者的生活重建,一种早期的蜥脚类恐龙。图片来源:Darius Nau
对来自世界各地的蜥脚类动物足迹的统计分析可以提供重要的线索:显然,当前肢不用于主动运动而仅用于承担体重时,动物往往具有向外定向的前足。因此,当动物缓慢移动且身体的质心向后移动时,前脚通常会进一步向外旋转。仅当双手也用于向前行驶时,将前脚指向前方才是有利的。分析还表明,前足的外旋仅限于较小的个体,而在较大的动物中,它们大多是朝前的。大动物显然无法再将其前额向侧面旋转。拉伦萨克说:“行动不便的原因可能是他们庞大的想法的直接结果。”