恐龙的历史资料(恐龙的起源与进化)

大约40亿年前，第一个原核细胞在海洋中诞生；20亿年前，复杂的生命形式开始在地球上出现。从那以后，地球上的生物一直在进化，无数物种诞生，无数物种灭绝。但毫无疑问，以任何标准来看，恐龙都是历史上最传奇的物种之一。

我们可能通过电影、书籍、纪录片或者自然博物馆了解到了一些关于恐龙的知识，甚至近距离观看了恐龙化石，但总体来说，我们对恐龙的了解是极其有限的，因为它们生活在如此遥远的地方，所以还有很多未解之谜。

恐龙诞生于两亿多年前。起初，它们体型娇小，在其他动物的阴影下蛰伏了数千万年。后来他们抓住了环境剧变的机会，在侏罗纪时期成长为令地球颤抖的巨人，统治了地球1.4亿年。在恐龙王朝的巅峰时期，它们的足迹遍布全球，站在食物链的顶端。

作为活跃在中生代的直立爬行动物，恐龙家族异常庞大，从比一架波音747还重的阿根廷龙，到可以用牙齿轻易撕碎对手的霸王龙。毫无疑问，恐龙是自然生命进化的杰作。就地球的统治地位而言，除了人类，几乎没有其他物种能与恐龙匹敌。恐龙时代曾经那么辉煌，却在鼎盛时期瞬间崩塌，留给我们无尽的疑惑和遐想。这种超级戏剧性的性质也引起了古生物学家对探索的兴趣。

这本书的作者史蒂夫·布鲁萨特是一位年轻但有成就的古生物学家。在美国哥伦比亚大学获得博士学位后，赴英国爱丁堡大学任教，曾与中国著名古生物学家陆、邢立达一起从事恐龙研究。他已经发表了6部作品，命名了超过15个古老物种，并担任BBC纪录片《与恐龙同行》和热门电影《侏罗纪世界3》的科学顾问。

不知道大家有没有注意到，这本书的名字是《恐龙的兴衰》，而不是《恐龙的兴衰》。差异这个词其实是个谜，意思是恐龙最后的命运只是衰落，而不是我们想象的灭绝。这个应该怎么理解？先卖到这里吧，以后就知道了。

我猜你一定有疑问。恐龙崛起的时代已经有两亿多年的历史了。古生物学家既没有时间机器，也没有任何文字或图像资料可供研究。他们是怎么知道前世的？这是我们今天要回答的第一个问题。

其实你大概猜到了答案，就是通过化石还原历史。但如果你一直问，你可能无法回答。比如古生物学家如何寻找化石？如何判断化石年份？你是如何通过化石了解恐龙的外貌、习性、体貌特征和生活方式的？古生物学家的工作面临哪些挑战？

其实古生物学家研究恐龙的过程和侦探破案的过程很像。他们需要在线索中寻找线索，然后根据线索拼出一张路线图。这张图并不完美，很多地方只能靠想象和合理推断来弥补。但是，破案的过程真的很精彩，很有趣。接下来，我们将跟随古生物学家一起解开恐龙之谜。

要真正让化石“说话”，古生物学家的工作需要分为四步:第一步，认识化石；第二步，找化石；第三步，鉴定化石的年代；第四步，从化石中提取生物信息。我们一个一个展开。

首先，古生物学家的基本功课是认识化石。恐龙化石主要分为两类:一类是固体化石，即由远古生物的尸体直接形成的化石。最常见的是骨头和牙齿。有时皮肤、羽毛甚至内脏等柔软的部分也能形成化石，但它们形成的条件更苛刻，留下的数量也更少；另一类是遗迹化石，如脚印、巢穴、牙印、粪便、蛋等，可以形成化石。通过分析这些化石，古生物学家可以还原古代生物的特征，如它们的身体结构、运动模式和生活习惯。

然后，我们来说说如何获取化石。在我们的印象中，化石可能都来自于古生物学家在野外的艰苦探索，但实际上，为了更高效地获取化石，古生物学家在自己的探索之外，往往还会雇佣“化石猎人”来收集化石。顾名思义，“化石猎人”就是一群不停寻找和挖掘化石的人。他们精通地质学，可以深入不毛之地。他们工作几个月，然后随身携带大量化石。比如19世纪末的美国西部，很多“化石猎人”都是当地的铁路工人或者淘金者，他们的行事风格和西部牛仔一样豪放不羁。我们很难想象这群人会从事学术研究。主观上，“化石猎人”做这份工作是为了钱，但客观上，他们也成为了科学发展的有力推动者。

找到化石后，下一步是测定它们的年代。化石本质上是石头，搞清楚化石年代的最好方法是放射性测年。原理很简单。放射性元素有一个特殊的性质，就是每隔一段时间正好有一半的原子衰变为另一种元素。因此，通过分析这两种元素的比例，我们可以确定岩石形成了多少年。

在我们的印象中，考古学家主要通过碳14年代测定法对古代文物进行年代测定。但是在研究恐龙化石的时候，碳14是没有用的，因为碳14的半衰期只有几千年，不可能对持续了几亿年的远古生物进行断代。而钾-40衰变为氩(y) -40的半衰期长达12.5亿年，所以在研究恐龙化石时，科学家最常用的方法是钾氩年代测定法，即通过分析钾-40衰变为氩-40的比值来确定岩石形成的年代。

但放射性测年法也有局限性，即只适用于由液态变为固态的岩石，如熔岩冷却后形成的玄武岩或花岗岩，而泥岩和砂岩不能用放射性测年。有时，如果一个化石位于两层玄武岩的中间，我们可以通过分析这两层岩石的年龄来为化石的年龄设定一个范围。但如果不幸的是，一个化石周围的岩石无法确定年代，那么这个化石的年龄可能真的会变得未知。

断代之后，古生物学家接下来要做的就是提取化石的信息。虽然表面上只是一块石头，但化石蕴含着巨大的能量。根据化石的种类和特征，可以知道远古生物的体重、年龄、生理结构、生活方式等信息。

比如恐龙的体重就是一个很有意思的话题。因为从来没有人见过活着的恐龙，所以仅凭手中的几块化石来给恐龙称重，肯定比曹冲的形象再现要困难得多，但是古生物学家又发展了两种更科学的测量方法。第一种方法非常简单，因为动物越重，它的四肢就越粗。科学家发现了各种动物的体重与四肢粗细的对应关系。所以只要有恐龙四肢骨骼的厚度数据，应用到公式中就可以算出恐龙的大概体重。第二种方法比较精细，主要是在仿真软件中建立恐龙骨骼的三维数字模型，然后给恐龙添加肌肉、器官、皮肤等元素，再用计算机程序推断出恐龙的体重。正是通过这两种方法，我们才能得到今天更准确的恐龙体重信息。

除了体重，古生物学家还可以通过骨骼的形状来判断恐龙的生活习性。例如，腕龙头骨非常高，头部肌肉发达，上下颌有铲状牙齿。由此可以判断腕龙是可以吃硬的食物的，比如植物的茎和蜡质的叶子。然而，梁龙的头骨很长，骨头也很脆弱。他的鼻子和嘴巴前面只有一排铅笔状的小牙齿。与他那张可怜的嘴相比，可以判断梁龙不能吃硬的食物，只能吃植物的嫩叶。

此外，如果将恐龙的化石骨骼剖开，我们还可以通过观察骨骼生长边缘的数量来鉴定恐龙死亡时的年龄。如果获得恐龙头骨，科学家可以通过x光扫描测量恐龙大脑的大小及其嗅觉、听觉和视觉器官的发育情况。这些都为我们还原恐龙的生理特征和生活方式提供了有力的证据。

好了，说完古生物学家的工作方法，我们正式进入恐龙史。我们来看看恐龙是如何崛起并达到巅峰的。

为了把握恐龙的生存阶段，首先要了解地质年代，地质年代是用来描述地球历史的时间单位。地球大约在5.4亿年前开始大量出现，所以科学家把5.4亿年前分为三代，从远到近，古生代、中生代、新生代。我们人类生活在新生代，而恐龙生活在中生代。中生代开始于约2.5亿年前，结束于约6500万年前。可分为三个学科(规训学科)，由远及近分别为三叠纪、侏罗纪、白垩纪。要讲清楚恐龙的故事，还得从2.5亿年前说起。

当时地球从古生代的二叠纪走向中生代的三叠纪，地质时代的变化不仅仅是改个名字那么简单。二叠纪的最后一刻，地球已经变成了炼狱。在今天的西伯利亚，大量岩浆冲破地幔进入地壳，然后在巨大的地表裂缝中喷涌而出。这次喷发可能持续了数百万年，彻底改变了地球的气候，释放出大量的热量、火山灰和有毒气体。随之而来的是一场悲惨的大灭绝。地球历史上至少发生过20次大灭绝，但这一次是最严重的。据估计，大约90%的物种在这场灾难后完全消失了。

化石记录了这一悲惨的毁灭。笔者发现晚二叠世的遗迹化石种类和数量非常丰富，反映出当时的生态系统其实非常丰富。但到了三叠纪早期，化石突然减少，除了偶尔出现的一些小爪痕和洞穴遗迹，什么都没有了。显然，这是化石灾难的生动记录。

二叠纪占统治地位的动物到三叠纪基本退出历史舞台。然而，几家欢喜几家愁。原有优势物种的消失，腾出了自然界大量的生态位，反而给了其他物种宝贵的发展机会。这时候有一种爬行动物进化成直立行走，可以让它们跑得更快更远，同时消耗更少的能量。这种动物被称为主龙生物，恐龙的“主”主人和“龙”。虽然如此称呼，但主龙并不能等同于恐龙。龙的血统主要有两种，一种是假鳄，是今天鳄鱼的祖先，另一种是鸟足(zhí)，是翼龙和恐龙的祖先。没错，翼龙其实不是恐龙，只是恐龙的远亲。

真正的恐龙最晚出现在2.3亿年前。至于恐龙的具体定义，其实很大程度上取决于人的主观判断。今天，古生物学家认为，三种恐龙及其共同的祖先构成了一个整体的恐龙家族。这三种恐龙，一种是食草的蜥脚类恐龙，身体巨大，脖子很长；一种是草食鸟臀恐龙，其臀骨盆与鸟类非常相似；还有一种兽脚类恐龙，主要吃肉，用两只脚走路。

简单来说，三叠纪开始于约2.5亿年前，结束于约2亿年前。在这5000万年间，恐龙的祖先用了大约2000万年才进化成恐龙，在接下来的3000万年里，它们作为恐龙繁盛起来。

但是，不知道是我辜负了期望，还是对手太优秀。一开始恐龙混的不好。相反，它们的远亲，假鳄鱼，主宰了生态系统。直到三叠纪末期，恐龙的种类、数量和体型都远不如假鳄鱼。

直到大约2亿年前，巨大的古泛大陆被地质活动撕成两截，随后又是一次大灭绝，30%以上的物种消失。三叠纪结束，地球进入侏罗纪时代。

这一天，恐龙等了三千万年。虽然这一时期很多生物灭绝了，但恐龙却出人意料地发展壮大，借势击败了假鳄鱼，登上了大自然的宝座。科学家们还没有弄清楚原因，但是化石已经确定地记录了这种变化。在三叠纪晚期，恐龙的遗骸仅占所有动物遗骸的20%左右，但到了侏罗纪早期，这个数字已经超过了50%。

才可以说地球真正进入了恐龙时代。恐龙的数量在迅速增加，体型也像吹气球一样越来越大。其中，蜥脚类恐龙是最具代表性的恐龙，是历史上最大的陆地动物。今天，大多数陆地上最大的动物大象的体重只有5到6吨，而在侏罗纪时期，蜥脚类动物的体重轻而易举地超过了10吨，最重的雷龙和腕龙甚至超过了30吨。

更有趣的是，古生物学家发现，在同一时间，有五六种巨型蜥脚类动物生活在同一个地方。这么多巨型“吃东西的机器”加在一起，就像五六种大象同时生活在非洲草原上一样神奇。然而，它们不会为了食物而互相争斗。蜥脚类动物是食草动物，但不同物种间觅食方式差异较大。通过分析它们的骨骼结构，我们可以发现腕龙的脖子可以抬高，吃最高的食物，而梁龙的脖子只能抬高到肩膀的高度，所以他像吸尘器一样吃低叶子。正因为如此，所以这么多蜥脚类动物才能和谐相处。

有了足够多的食草恐龙作为食物来源，食肉兽脚亚目恐龙的种类也大大增加了。其中一些重达两吨半的异特龙，是当时的顶级掠食者。其中有体型较小的，如Mashlong和Storong，大小和马差不多，也有体型较小的，如虚骨龙和爱鸟龙，体重只有几十公斤，等等。

大约1.45亿年前，侏罗纪结束，白垩纪开始。但这次划时代的变化与以往不同，没有灭绝这种标志性事件。之所以这样划分，是因为西欧这个时代的地层中普遍出现了一种细碳酸钙，即白垩沉积。白垩纪依然是恐龙统治的时代，只是不同人物的场景略有变化。

比如侏罗纪大放异彩的蜥脚类恐龙，白垩纪达到顶峰，出现了最大的重达50吨的阿根廷龙，但蜥脚类恐龙的种类却大大减少，大部分成员悄然消失。体型较小的食草鸟臀恐龙抓住机会生长并遍布世界各地。其中的典型代表是禽龙，可以四肢行走，双脚冲刺，甲龙，全身披着骨甲。

在白垩纪，兽脚类恐龙是所有恐龙中的第一主角。大约8400万年前，我们常说的霸王龙正式出现在地球表面。你可能看过斯皮尔伯格导演的《侏罗纪公园》，被里面的霸王龙吓到了，但真实的历史是，霸王龙出生在白垩纪，而不是侏罗纪。霸王龙身长超过13米，平均体重9吨。它的咬合力是惊人的。一颗牙齿可以对猎物施加超过1.5吨的力，它的嘴里有多达50颗这样锋利的牙齿。要知道，非洲狮的咬合力只有450kg，两者根本不在一个重量级。毫无疑问，霸王龙是地球历史上最强大的掠食者之一。它们的出现标志着恐龙王朝的全盛时期。

然而，每一个王朝都有终结的时候，恐龙王朝也不例外。当它达到顶峰时，它的衰落就要来了。

目前最常见的关于恐龙衰落的假说是“彗星撞击说”。根据这种观点，是6500万年前发生的一次彗星撞击事件，造成了地球生物的又一次大灭绝，最终导致了恐龙的衰落。有人支持这个假设，有人反对。作为“彗星撞击说”的坚定支持者，他甚至用自己的职业生涯打赌，如果没有彗星撞击，恐龙绝对不会灭绝。他为什么这么肯定？

我们必须从铱开始，这是一种稀有金属元素。铱(yρ，金字旁有“衣服”二字)是地球上的稀有元素。地球岩层中的铱主要来自外太空落下的浮尘，所以含量一直很稳定。然而，在20世纪70年代，古生物学家发现，在6500万年前形成的岩层中，铱的含量突然出现异常。这个你怎么解释？对此，科学家提出了一个假说，岩层中的这层金属铱来自外太空的一颗彗星空。这颗彗星撞击地球时，扬起漫天尘土，将尘土中的金属铱通过大气层带到世界各个角落。

科学家还原了当时的场景:一颗直径约10公里、大小约为珠穆朗玛峰的彗星以约100倍于喷气式飞机的速度坠入墨西哥东南部的尤卡坦半岛。撞击产生的能量相当于10亿颗原子弹爆炸。科学家估计，这可能是过去5亿年中撞击地球的最大彗星之一。撞击引起了巨大的冲击波，同时引发了地震和森林大火，给全世界带来了毁灭性的灾难。

不难推测恐龙肯定是这次撞击的受害者，但是我们能断定彗星撞击是恐龙衰落的直接原因吗？实际上，还没有。比如，有人认为6500万年前虽然发生过彗星撞击事件，但彗星不一定是毁灭恐龙的罪魁祸首。很可能恐龙在之前的几百万年就已经开始逐渐衰落，而这颗彗星刚刚完成了清理尾巴的工作。

真的是这样吗？化石证据再次还原了现场。作者和他的同事发现，在白垩纪末期，恐龙化石的多样性非常高，蜥脚类、鸟脚类和兽脚类动物仍然像以前一样繁衍生息，过着舒适的生活。可以肯定的是，直到白垩纪晚期，恐龙王朝处于最辉煌的时期。相比之下，在彗星撞击后形成的化石中，人们从未发现过任何恐龙化石，无论是固体化石还是遗迹化石。

这说明恐龙的灭绝是在意料之外的，从开始到结束最多也就几千年的时间，而这段时间正好与彗星撞击地球的时刻吻合。在此之前，恐龙并没有缓慢衰退的迹象。所以事实很清楚，彗星撞击绝对是导致恐龙衰落的罪魁祸首。

不过，作者也发现，除了彗星撞击，可能还有另一个次要因素导致了恐龙的衰落。化石显示，白垩纪晚期，鸟脚类中的角鼻龙和鸭嘴兽数量下降，两者都属于大型食草恐龙，处于食物链的较低位置。虽然这种变化没有影响恐龙家族的整体繁荣，但它们数量的减少使生态系统比以前更加脆弱。作者认为，如果彗星撞击时食草恐龙没有衰退，恐龙家族或许能够经受住这种考验。不幸的是，彗星刚好在这个狭窄的时间窗口撞上了地球。

这时候可能有人会问，为什么很多生物在这场灾难中幸存下来，而恐龙却没有？事实上，当时大约有70%的物种灭绝了，存活下来的物种一般都有很多优点，比如体型更小，容易隐藏；饮食习惯广泛，不挑食；繁殖效率高，繁殖速度快等。，这些都让他们在面对末日的时候适应能力更强。而这些优势，恐龙是不占的。

大多数恐龙体型过大，无法在洞穴或水中避难，它们的饮食非常排外。它们只吃肉或几种特定的植物。当食物链崩溃时，挑食者很难找到足够的食物。现在研究还发现，恐龙很可能是温血动物，新陈代谢水平很高，这就需要它们吃很多东西，一旦被剥夺食物，它们只能忍受几天。所有这些都让恐龙在面对打击时更加脆弱。

现在，我们来回答第一个问题。恐龙真的灭绝了吗？作者告诉我们不是，因为今天的鸟类是恐龙。这不是哗众取宠，因为鸟类本质上是恐龙的一个进化分支。总的来说，恐龙可以分为两类，一类是非鸟类恐龙，也就是我们的常规恐龙；另一种是鸟形恐龙。今天所有的鸟类都属于鸟形恐龙。说白了，鸟就是进化出翅膀，发展出飞翔能力的恐龙，但我们从来不这么叫它。

这一论断也得到了化石证据的支持。早在19世纪，人们就发现了始祖鸟的化石。始祖鸟的形状非常奇怪。它有锋利的爪子和长长的尾巴，很像恐龙，但同时它也有羽毛和翅膀，很像鸟。显然，这种半恐龙半鸟类的动物暗示着恐龙和鸟类之间有着特殊的亲缘关系。英国生物学家托马斯·赫胥黎很早就认识到鸟类是恐龙的后代。

这种观点在当时是令人震惊的，人们一时难以接受。直到上世纪末，中国辽宁省才出土了多种带羽毛的恐龙化石。这些化石完成了恐龙和鸟类之间的进化链，证明了鸟类由恐龙进化而来的事实不可动摇。后来发现鸟类在恐龙中属于兽脚亚目，在进化关系上与霸王龙关系密切。

值得一提的是，鸟类其实出现得相当早。根据作者的化石推测，鸟类是在中侏罗世前后，也就是大约1.6亿年前进化而来的。换句话说，鸟类和它们的非鸟类恐龙亲戚一起在地球上生活了大约1亿年。在6500万年前的大灾难中，非鸟类恐龙全部灭绝，只有少部分鸟形恐龙繁衍至今，进化成了今天的鸟类。正因如此，作者说恐龙在6500万年前的那次事件中衰落了，但并没有真正灭绝，恐龙家族依然延续至今。