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楼主: wangluo
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小学生科学知识精选(在线免费阅读)

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463#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:42:00 | 只看该作者

恐龙的生殖







除了少数现生爬行动物是卵胎生(即所产的卵在体内发育并在排出之前或者紧随其后即孵化),绝大部份的现生爬行动物都是卵生的(即所产的卵能够在体外发育并孵化)。因为恐龙被归属在爬行动物中,因而也被认为是卵生的动物。第一枚确定为恐龙的卵,是在1922年,美国自然史博物馆组成的中亚探险考察队在蒙古戈壁沙漠中发掘到的。经鉴定,证实是属于小型有角类恐龙──原角龙的蛋。之后,也发掘到一些包括了有珍贵的未孵化完全发育的胚胎幼体。而最近在美国蒙大拿州则发掘到奔山龙(Orodromeus)的幼体骨骼保存在蛋壳之内。在1994年,美国自然史博物馆,发表了在1993年于蒙古戈壁沙漠发掘到的偷蛋龙胚胎幼体保存在破碎的蛋壳之内,重新点燃了人们对恐龙胚胎生殖的莫大兴趣。

虽然,一些专家认定恐龙绝大部份或者全部都是产卵的,然而仍有人推断有些或许仍是行卵胎生方式。英国自然史博物馆的Charig博士就深信小型的兽脚类恐龙是行卵胎生的。在卵化石的认定上,其分类系统名称,当然仅仅当其直接伴随有胚胎或者幼体孵化之前个体时,才能确定。像是美国蒙大拿州的古生物学Horner博士所发现到的慈母龙蛋与其巢穴。

所有的恐龙都有繁殖其自身后代子嗣的本能;但是对不同的种属其生殖之道则可能差异甚大。我们在内蒙古的崭新发掘,显示了鸭嘴龙类、角龙类以及原角龙类可能产卵以圆形或者螺旋形的排列方式摆在巢内。这些蛋由它们的父母掩埋并孵化。

同时,它们也很可能像现生鸟类一样携带回食物来照顾新出生的幼体。在过去几十年之间,恐龙蛋,有些成窝的,有些散置于巢穴中的,分别在北美洲、印度、法国、蒙古、阿根廷以及中国境内多处陆续被发掘到。

在中国,白垩纪晚期的恐龙蛋化石非常的丰富,最初仅仅是根据其蛋外壳的构造特征做简单的描述与分类。最近主要在赵喜进的主持下,进一步根据蛋壳的切片微细构造而研究分类。根据初步结果显示,中国白垩纪晚期的蛋化石,至少代表有12到15种不同的恐龙种属。我们同时观察了南雄盆地的恐龙蛋壳构造,通常显示在白垩纪结束之前最晚期时候,蛋壳变薄,同时没有任何孵化的迹象。这或许对恐龙的大灭绝事件上提供一个重要的因素。

而在白垩纪晚期玉溪组地层中的恐龙蛋化石最早是周明镇教授在1951年研究的。其后,杨锺健在1953年,赵喜进在1979年重新研究并重新分类为两个大类:即通称的圆形蛋类(spheroolithid)与椭圆形(长形)蛋类(elongatoolithid)。这些蛋化石分布在玉溪组岩层中的中、上部红色粘土层之中。

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464#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:44:00 | 只看该作者
恐龙吃什么?







根据恐龙存活的时间和环境,食植物性恐龙吃不同类型的东西。 大型的兽足类──

梁龙的牙齿指示它们能够将枝条上的叶子和针叶撕下来。

禽龙无齿的角质啄似乎用来撕碎叶子。

剑龙可能吃蕨类,苏铁的嫩叶,一种矮小,像棕榈的植物,是中生代最广泛分布的树种。

鸭嘴龙吃叶子、树枝、松针、及松子等。“一具鸭嘴龙化石被挖掘出来,刚刚进用这些丰盛的晚餐之后死亡。这显示了,鸭嘴龙并非如以往所相信的生活在水中,仅仅吃柔软的水生植物而已。”

腕龙是另外一种恐龙曾经一直被认为生活在水中,食用水生植物,但是现在科学家非常肯定这大型的巨兽生活在陆地上,它长长的脖子适于食用树枝顶梢的嫩叶。

不幸的是,古生物学家可能永远不会知道,确定哪种植物是那些恐龙食用的,他们更确定不会知道那一种植物是它们的最爱。成为化石的胃部中的物质极为稀罕,即令他们发掘到之后,古生物学家也无法确知这些就是恐龙的正常食品。

有可能霸王龙是腐肉食者,因为它们太庞大无法长距离的追逐猎物。假若如此,当大型恐龙如兽足类自然死去,其庞大躯体分解腐败所散发的味道将会传播可怕的味道,事实上足以吸引数公里外的暴龙前来觅食。最神秘的关于兽足类的事,是它们如何消耗足够的食物来保持活命。某些兽足类具匙状牙齿,另一些具钉状但是没有任何恐龙具有臼齿来碾磨食物,因此它们可能将所有咬断撕下的食物直接吞下去。

最庞大的兽足类比今天非洲象大十五倍,估算这种体型每天需要进食一百三十五至二百七十公斤的植物。没有人确实知道,但是假使兽足类是冷血动物,它们或许要这么多量,甚而更多。假使它们是温血动物,可能就要比象多十五倍食物了。它们真需要那么多食物吗?它们如何能做到?即使它们每天仅需一百多公斤食物,很难以想像如何以那样小型的上下颚和口来达成这样庞大的任务。

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465#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:45:00 | 只看该作者
龙与恐龙







20世纪初,随着中国境内的恐龙化石陆续被发现,一些学者便提出龙的观念是远古先民对于巨大的爬行动物恐龙的记忆,龙崇拜产生于先民对恐龙的恐惧的观点。持这种看法的有叶玉森、徐知白及美国学者海斯等。

后来的学者也有坚持这种观点者,王大有先生就说:“龙,被古人公认为最原始的祖型,可能还是恐龙。古人以具有四足、细颈、长尾,类蛇、牛、虎头的爬行动物为龙,这可能是古人当时见到并描绘下来的某种恐龙形象。……或许古人见到的龙,真的就是恐龙,后来它们渐渐见不到了,才把它的同类海鳄、湾鳄或扬子鳄与其视为一类,加以崇拜。”

真如这些学者所言吗?我们的回答是否定的。

作为古生物的恐龙,灭绝于距今七千万年左右的中生代,最早的猿人生活于三百万年以前的更新世,中间相差了六千多万年,因此,猿人是不可能看到恐龙的,也就更谈不上对恐龙的记忆和恐惧。因此,龙和恐龙没有关系。

那么,古人会不会将恐龙化石作为龙的模糊集合的参照物或取材对象呢?对这个问题,我们基本上还是持否定态度的。不错,古籍中确实有不少关于“龙骨”的记载,如《汉书》讲引洛水至商颜下,“穿得龙骨,故名曰龙首渠”。《旧唐书》言“河中府上贡龙骨”、“太原府上贡龙骨”。《金史》言“大兴府产白龙骨”。《述异记》载,普宁县有一个龙葬州,乡间父老说这是龙蜕骨的地方,其水中至今仍多龙骨。宋代的沈括,在他的《茅亭客话》里,也记下了他在四川见老叟和其孙儿挑着担子叫卖龙骨的情景。

这些龙骨,是不是恐龙的“骨”,即恐龙的化石呢?

我们可以从两个角度进行判断。

一是中药的鉴定。因为龙骨一直是入药的。中药里的龙骨,有狭义和广义之分。狭义龙骨,指的是距今一千二百万年到一万年前的上新世和更新世的哺乳类化石,其中以犀类、三趾马、鹿类、牛类和象类化石为多。广义龙骨,指除了鱼类以外的所有脊椎动物化石而言,其中包括上新世和更新世以后的两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类甚至人类化石。这就很清楚了,不管狭义龙骨还是广义龙骨,都没有包括七千万年前的中生代的恐龙骨。

二是从恐龙化石发现的时间和地点来判断。我国境内恐龙化石的发现,是从1902年俄国古生物学家考夫维奇发现满州龙后才开始的。满州龙发现在西伯利亚的布列亚河入黑龙江口的对岸,一个叫做白崖的地方。二三十年代尤其是50年代以后,我国的恐龙化石才相对多量地问世;而发现的地点,也多是荒山僻野、人迹罕至的地方。对没有化石知识的古人来说,要他们去野兽出没的荒山野洼,在砂石重叠的古地层中发现恐龙化石,是不可思议难以想象的事情。因地壳裂变,恐龙化石暴露于世的情形可能有,古人也可能偶尔看见,但这是极个别的情形,很难肯定他们可以将化石和岩石分辨出来并纳入龙的模糊集合过程。

另外,在亚洲(包括我们中国)、欧洲、非洲及美洲一些远古人留下的洞穴岩画中,我们看到的动物都是当时就与人们共同生活在地球上的象、鹿、犀牛、虎等,并没有中生代的恐龙。中外古籍中,也没有关于恐龙生存活动的记载。

恐龙和作为神物的中国龙本质上没有什么关系,但恐龙的取名却和中国的龙有关。“恐龙”一词,是由希腊文“Dinosaur”翻译而来,“Din”是可怕的意思,“saur”是蜥蜴,合起来就是“可怕的蜥蜴”。日本学者最先译为“恐龙”,我国早期的地质学和古生物学工作者沿用了这个译名。为什么日本学者要将“Dinosaur”(可怕的蜥蜴)译作“恐龙”呢?这是因为中国的龙神崇拜及其习俗早已传入受中国文化影响的日本国土,日本人也认为蜥蜴类爬行动物是“龙”的一种(取材对象)了。我国学者沿用这个译名,也是比较恰当的,尽管因语音的相同造成了一些语义上的麻烦,常常需要费一番口舌来解释。这样看来,从概念产生的先后次序讲,倒是先有了“龙”,而后才有了“恐龙”──“恐龙”这个名称沾了“龙”这个名字的光。

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466#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:45:00 | 只看该作者

恐龙的进化与灭绝

── 一个科学之谜





当年的达尔文对诸如基因、DNA等现代生物学的东西一无所知,因此他的那些想法就更显得不同凡响。到了20世纪,当孟德尔在19世纪关于基因的研究被重新发现,尤其是当50年代沃森和克里克破译DNA分子结构之后,达尔文在100多年前提出的生命皆有共同祖先的预言才得到了无可非议的证实。

  但是,达尔文进化论中的物竞天择学说是否也得到了充分的证实呢?从某些角度看它是得到了证实。选择就是从多个侯选者当中挑出一个。从生物个体之间的遗传构成来说,其基本的遗传组成是有变异性的。证实了生物具有共同祖先,也就是证实了每一个生物个体都是独一无二的。

  自然选择与生物的适应性其实是一回事。生物只有当自身的基因组合所决定的身体特征和生活方式能够最适应所处的环境时,才能够有幸把其基因遗传给后代。每一种生物所能够适应的环境总是不尽相同的,这个由该种生物在整个环境中独占的特有位置就称为生态位。如果知道了某种动物的生态位,我们就能够预测这种生物所能够继承的特性。例如,一种容易遭到其它动物捕食的鸟类,如果雌雄亲鸟共同负责哺育幼鸟,它们的羽毛一定都不艳丽,以便静止不动时可以完全被周围的环境隐藏起来,天敌就不容易发现它们。至于那些羽毛鲜艳的鸟类,因为在产卵和育雏的季节里更容易遭到攻击,所以容易被捕食吃掉,它们的幼鸟也就在劫难逃,因此它们留下后代的机会就较少。因此那些漂亮的鸟类不是天敌很少,就是只有雄鸟色彩艳丽而且不负责孵卵和育雏。野外的观察使科学家早已充分证实了这种对鸟类以至于其它生物的预测。

  如果自然选择是进化的驱动力,那么适应性就应该反映出环境的变化。这方面的一个最著名的例子是英国的胡椒蛾。许多年前,大多数胡椒蛾的翅膀是灰白色的,可以很好地模拟树皮的颜色,只有极少数的个体翅膀为暗色。造成这种状况的自然选择因素显然是因为暗色翅膀与树皮的颜色对比过于明显,使得这样的个体容易被天敌食蛾鸟类发现而吃掉。后来,工厂烟灰的污染渐渐地使树皮变成了暗色,浅色和暗色蛾子的比例也随着发生了变化。现在,几乎所有的胡椒蛾都变成了暗色翅膀的蛾子,只是偶然还能看见少数几只灰白翅膀的蛾子。这样的例子也许每个人都能举出不少,它们似乎十分接近自然选择理论的预言,即适者生存。

  但是,它们是否变成了新种呢?达尔文知道,在一个类似于胡椒蛾之类的种群中,适应能力的变化并不等于物种的形成,只不过是种属的特征随着环境的变迁而发生了相应的变化而已。形成新的物种是有条件的。由于某种原因,一些个体可能发生了不至于影响其种群的生存的非关键性变异;而后,如果这些个体与种群隔离并独立地传宗接代,新种才可能演化形成。而且在新的环境里,这些变异都可能成为影响其生存的关键性因素。达尔文在加拉帕戈斯群岛上观察到的物种状况就是这样的实例。加拉帕戈斯群岛的各个岛屿之间都有开阔的水域分隔,每一个岛屿的环境条件都不尽相同。诸如被风暴卷来的幸存者等来自南美大陆生物种群的"难民"在这里被孤立在新的环境里传宗接代。不管它们带有什么有用的基因,也不管以后发生了什么样的基因变化,都要面临新环境对其适应性的选择。加拉帕戈斯群岛栖息的这些多种多样的达尔文鸣禽,虽然都是从同一个大陆迁入的种属演变而来,但是每一种都因适应于它的小生境而且相互隔离而成为了新的物种。

  对加拉帕戈斯群岛物种形成的初步研究成果发表以后,达尔文又确定了一些繁殖隔离的机制,其中最重要的可能就是所谓的“性选择”。达尔文认为,雌性动物在接纳雄性动物交配以传宗接代时对雄性是有选择的。可是,这种物种形成机制的论证又引起了新的问题。达尔文和华莱士因为受马尔萨斯思想的影响,都从人口爆炸方面引申出了物种形成速率问题。如果没有死亡速率的制约,生物过量繁殖后代的结果必将使其数量持续增长。但是只有在特殊的条件下新的物种才能形成。在诸如亚马逊河流域的热带雨林这样的形成物种机会较多的地区,每一种新的生物可能都会创造一种新的小生境。这种适应性的"楔子"似乎并不排斥其它的“楔子”,只是不断地以新的方式继续瓜分环境的资源总量。这与达尔文的预言恰好相反。

  资本主义经济发展到现在的情况也与之类似。卡内基和洛克斐勒曾经认为这种经济制度完好地反映了生存竞争中适者生存的规律,然而实际上,汽车工业的发展不仅创造了自身在经济中的小生境,而且为钢铁工业、橡胶工业、石油工业等许许多多行业的发展创造了小生境。

  生物界也是如此。一个种群内新物种的形成,也为另一个种群中新物种的形成创造了条件。例如,新植物的发展取决于素食动物新的适应性,而新的素食动物的发展又取决于肉食动物的适应性。一种新的昆虫为一种新的植物传播花粉,这样的协同进化是极为常见的;反而,像两种昆虫为了争夺同一种植物的花粉而竞争,或是两种植物为了争夺同一种昆虫而互不相容的竞争却非常罕见。而且,这种生物个体卷入的斗争实际上是与整个自然界的斗争。那些英国飞蛾并没有发生相互之间的争斗,它们的适应能力只是与树皮颜色和食蛾鸟类的视力有关。

  因此,许多科学家认为,达尔文自然选择理论的核心缺乏根据。演化的驱动力可能是自然选择,但是选择者却并不是竞争对手,新物种的诞生并不绝对地意味着旧物种的灭亡。

  如果是这样,那么地质历史中发生的一而再、再而三的绝灭事件又是什么造成的呢?

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467#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:45:00 | 只看该作者

恐龙大绝灭

──免疫缺陷






一些科学家认为,目前关于恐龙绝灭的理论多强调了外因,如小行星撞击、宇宙事件、地球臭氧层破坏、大规模火山群爆发、气候巨变、等等,这些外因论最无法解决的问题就是,毕竟有许多与恐龙同时代的生物种类为什么却没有灭绝?它们所赖以生存的生态环境、食物链在大灭绝之前与恐龙的并没有什么截然的不同,然而它们不仅躲过了这场劫难,而且还演化出了今天这样丰富多彩的生物世界。这种情况使得一些科学家考虑,造成恐龙灭绝更直接的原因恐怕还是恐龙自身的问题,比如说,大多数恐龙的巨大身躯与冷血的性质很可能与它们的灭绝有关。


在引起某一生物家族大规模死亡的诸多可能因素中,新的烈性传染病是一种特别值得关注的因素。现代某种病原生物引起特定的养殖业出现绝产的现象是时有发生的,而人类免疫缺陷对人类自身的危害也是众所周知的。当野生动物遇到类似的病魔时对其种群的灾难性破坏同样不可避免。从这个角度来考虑,恐龙绝灭有烈性传染性疾病的流行做背景的可能性是存在的。而且,由于微生物是造成传染病流行的主要原因,而生态环境的变化又最容易引起它们的变异,因而,即使恐龙的灭绝由灾变引起,那么其机制也极有可能是通过病原生物的变异造成恐龙免疫机能的失效而实现。


生物之间相互作用引起的生死存亡始终是生物进化史上物种更迭的重要原因之一。面对病原生物的威胁,动物的抗感染能力对其存亡是至关重要的。现代生物学已经证明,脊椎动物的抗感染功能主要由两部分构成,其一,是天然的防御(免疫学上称为非特异性免疫)系统,包括由皮肤、粘膜、血液等构成的外部和内部屏障,以及各种吞噬细胞和体液中能够杀灭病原物的因子等。这道天然的防御系统在起源上非常古老。其二,是特异性的免疫系统,主要由可识别特异性抗原的免疫活性细胞构成。这道特异性的免疫系统是动物进化到脊椎动物以后才出现的新的功能系统,到了哺乳动物和鸟类才达到较为完善的程度。


虽然目前还无法直接了解恐龙的免疫系统功能状况,但是通过比较生物学的方法,科学家还是可以推测有关的情况。乌龟、蜥蜴等与恐龙同属于爬行类的现代动物的免疫系统是很不完善的,它们体内没有完整的淋巴管道,也没有淋巴结,而且胸腺这一仅有的免疫器官也不很发育,一般没有皮质和髓质的明显分化。鸟类在胸腺组织分化不明显这一点上与爬行类相似,这也是二者具有较近的亲缘关系的一个佐证。但是鸟类其它的免疫器官却很发达,其免疫功能大大强于爬行类。爬行类体液中的抗体缺乏多样性,不可能胜任全面应付千差万别的各种病原生物的特异性免疫工作。另外,爬行动物的冷血性质在某种程度上也限制了免疫细胞的增殖速度,因此它们很难适应不同病菌的侵袭。现代生存的冷血脊椎动物的免疫系统在抗感染方面的效应较为有限,它们一般主要靠天然防御系统去非特异性地抵抗病原生物的侵袭,并在某些方面功能有所加强,例如鲨鱼有角鲨胺、青蛙有麦格宁等高效防御肽,可以使细菌结构破坏,从而弥补了免疫系统方面的缺陷,保证了种群的延续。但是这种强化因素依然无法与哺乳动物体内完善的特异性免疫系统相比美。


作为已经绝灭的爬行动物的典型代表,恐龙的免疫系统肯定是不很完善的,如果它们的天然防御系统功能又不很强的话,如果遭遇到其防御系统无法克制的病原生物的侵袭后果肯定不堪设想。


因此,有些科学家推测,在白垩纪末期,由于某种原因(可能是灾变)造成了地球上忽然演化出了多种可突破一般动物防御系统的新型病原生物,造成了疾病大流行,恐龙等大量免疫系统有缺陷的动物因无法抵御而灭绝了。结果,冷血动物中只有一些天然防御系统强化的种类得以度过了劫难,而温血的鸟类和哺乳类则因为拥有了完善而高效的免疫系统就更容易避免恶运,并借此在后来的新生代里脱颖而出,成为了地球上新的主导动物。

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468#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:45:00 | 只看该作者

恐龙大绝灭

──大气成分变化论





白垩纪末期的恐龙大绝灭是生物历史上的一个千古之迷,科学家提出了一个又一个的理论来试图解释其原因,但是至今没有一个让所有人都能够接受的定论。较为流行的的说法是小行星撞击地球引起的灾难导致了恐龙的灭绝,但是这一理论并不完善。因为恐龙是当时地球上最成功的动物,其丰富的多样性更是表现得大小不等、形态各异、生活方式也是多种多样。如果是小行星撞击造成的灾难引起了恐龙的灭绝,那么为什么乌龟、鳄鱼和蜥蜴这些与恐龙有着密切的亲缘关系的爬行动物能够度过劫难而一直生存的现在呢?这不能不促使人们再去寻找其它的思路来分析恐龙绝灭的原因。


现代科学分析使我们了解到,在地球刚刚形成的遥远年代里,空气中基本上没有氧气,二氧化碳的含量却很高。后来,随着自养生物的出现,光合作用开始了消耗二氧化碳和制造氧气的过程,从而改变了地球上的大气环境。同时,二氧化碳一方面通过生物的固定以煤、石油沉积在地层里,另一方面也通过有机或无机的过程以各类碳酸盐的形式沉积下来。这种沉积是一直进行的。


有证据表明,恐龙生活的中生代二氧化碳的浓度很高,而其后的新生代二氧化碳的浓度却较低。这种大气成分的变化是否与恐龙灭绝有关呢?


众所周知,每种生物都需要在适当的环境里才能够正常地生活,环境的变化常常能够导致一个物种的兴衰。当环境有利于这一物种时,它就会兴旺发展;反之,则会衰落甚至绝灭。环境因素包括温度、水等因素,还包括大气的成份。那么,大气成份的变化会不会影响生物的生活呢?答案是肯定的。例如,人处在二氧化碳浓度较高的环境下会有生命危险,而有些动物甚至比人对二氧化碳的浓度变化更为敏感。


恐龙生活的中生代,大气中的二氧化碳的含量较高,说明恐龙很适应于高二氧化碳浓度的大气环境。也许只有在那种大气环境中,它们才能很好的生活。当时,尽管哺乳动物也已经出现,但是它们始终没有得到大发展,也许这正是由于大气成分以及其它环境对它们并不十分有利,因此它们在中生代一直处于弱小的地位,发展缓慢。随着时间推移,到了白垩纪之末,大气环境发生了巨大的变化,二氧化碳的含量降低,氧气的含量增加,这种对恐龙不利的环境可能体现在两个方面:1、恐龙的身体发生了不适,在新的环境下,很容易得病,而且疾病会象瘟疫一样蔓延。2、新的大气环境更适于哺乳动物的生存,哺乳动物成为更先进、适应性更强的竞争者。在这两种因素的作用下,恐龙最终灭绝了。而那些孑遗的爬行动物则是少数既能适应旧环境,又能适应新环境的少数爬行动物物种。


因此,对于恐龙绝灭来说,小行星的撞击也许起了一定作用,但看来并非是最关键的因素。


大气成分变化造成恐龙灭绝这一理论有两个出发点,一个是中生代的大气成份与现代不同。现代科学已能证明这一点。另一个是每种生物需要合适的大气环境才能生存。现代科学也不难对此进行验证。


远古时代的大气中几乎没有氧气,而二氧化碳的含量很高。后来由于生物的出现,在光合作用下大气中二氧化碳的含量逐渐减少、氧的含量逐渐增加的这一过程也许可以解释生物进化史中的很多现象。例如寒武纪的生命大爆发,这也是进化史中的一个难解之迷。大气成份变化也可以对此作出解释,因为动物不能直接利用无机物进行光合作用,它的起源落后于植物的起源,必须发生于大气中的氧含量达到相当的程度时。因此,寒武纪的生命大爆发必须以大气中的氧气含量已经达到了一定程度做保障,而这一点已经被科学所证明。

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469#
 楼主| 发表于 2009-5-31 09:46:00 | 只看该作者

恐龙大绝灭

──繁殖受挫理论及其证据






目前已经在世界上许多地方陆续发现了古老爬行类的蛋化石,尤其是恐龙的蛋化石。按照形态结构,可以把恐龙蛋分为短圆蛋、椭圆蛋和长形蛋等种类。恐龙蛋的大小变化范围很大,蛋壳厚度及其内外部“纹饰”、蛋壳结构及其壳层中的椎状层和柱状层比例变化范围都存在不同的差异。为了深入开展恐龙蛋内部特征的研究,科学家已经采用了很新的技术和多种方法,如扫描电子显微镜、x射线衍射仪、偏光显微镜、CT扫描仪等等。近年来,我国科学家首次采用医疗CT技术对山东莱阳出土的恐龙蛋化石进行了无损伤内部结构特征的研究,发现了山东莱阳的一些恐龙蛋化石具有用其他方法无法观察到的恐龙胚胎。


山东莱阳恐龙蛋化石颜色为灰黑色,外形椭圆,一端较钝,一端较尖,最大长径98毫米,最大横径70毫米,最小横径60毫米。蛋壳表面粗糙,有少量裂纹。发掘过程中,有少量蛋壳脱落,蛋壳表面粘有少量褐红色粉砂质泥岩。蛋壳厚度为2-3毫米。采用GE9800医疗全身CT扫描机进行横断扫描,可清晰地区分出卵壳、卵蛋白和卵黄的轮廓和位置,还可以观察到一些非常完好的原肠期胚盘。胚盘位于蛋的较突起的一侧,靠近蛋壳的卵蛋白边缘处,长约80毫米,粗约8毫米。


对这些恐龙蛋的深入研究使研究者相信,恐龙的灭绝与它们的繁殖受挫有关。而繁殖受挫的表现就是大量的恐龙蛋的孵化出现了问题。


依据原生层位中产出的恐龙蛋,有证据表明恐龙有成窝排卵的习性,少则十来枚,多则几十个。这种高产蛋率是以量取胜来保证其正常的孵化数量和维持正常的幼仔存活数量的生态策略,在生态学上叫做r选择策略。


就恐龙自身遗传特征来说,要考虑到种群的单一性。大型素食恐龙大多生活在植被茂盛的水源地附近,繁殖地也不会远离其生活区域,庞大的躯体和对水体的依赖使它们不便于做长距离的迁徙,在相对稳定和有利的环境条件下,它们也没有必要进行远距离的迁徙。这样,久而久之必然导致这样的恐龙种群杂交机会的减少,结果使种群纯化,形成很多地方性属种。这方面可以从古生物学研究找到证据。种群的纯化在某种程度上降低了卵的孵化率。恐龙产蛋时的年龄过小或过大都不利于卵的孵化,身体的健康情况同样对孵化率有影响。


就恐龙蛋本身而言,太重或太轻都不利于孵化。由于蛋的体积与其重量成正比,因此同一恐龙物种过大或过小的蛋都不利于孵化。所以,同种蛋的大小变化范围大的,其孵化率必然低于大小变化范围小的蛋。就短圆蛋和长形蛋而言,短圆蛋大小变化范围比长形蛋的要小,单就这一点来看,长形蛋的孵化率应低于短圆蛋。当然产长形蛋的恐龙可以靠提高产蛋率或改善蛋壳结构等方式来弥补这方面的不足。但是不管是短圆蛋还是长形蛋,蛋形均是影响孵化率的又一因素,过长或过圆的蛋孵化率都不高。从山东莱阳的恐龙蛋来看,似乎或多或少均出现了上述问题。


蛋壳厚度是影响孵化率的又一重要因素。同类蛋的蛋壳厚度一般都有一定的变化范围,如短圆蛋的蛋壳厚度较大,大约为2毫米。但是莱阳发现的短圆蛋中,出土于下部层位的蛋壳厚度大,上部层位的蛋壳厚度明显减小。而长形蛋的平均蛋壳厚度是0.9到2.0毫米,比短圆蛋薄。蛋壳过薄或过厚都不利于孵化。现有资料表明,在地层中随着层位自下而上恐龙蛋蛋壳逐渐变薄的现象不仅见于莱阳,也见于我国其他地区和欧洲。有一些蛋壳薄得不到1毫米,尤其是晚白垩世晚期薄壳蛋更是多见。这样的蛋很难保证正常的孵化。因此,到了晚白垩世晚期恐龙绝灭之时大量的恐龙蛋没有孵化是可以肯定的。


蛋的内部品质对孵化率也有重要影响,大多数爬行动物繁殖上与鸟不同,父母不能主动地用自己的体温来孵卵,而是主要依赖于太阳所提供的热能,其孵化过程还要受到温度和湿度等环境因素的影响。根据原生层位恐龙蛋化石埋藏情况看,当时在恐龙蛋被产出之后,地层一般均接受了连续的沉积而没有见到后期搅动和搬运的痕迹,这样的迹象表明恐龙产蛋后很可能像鳄鱼等爬行动物那样用周围的沙土把蛋覆盖好,保持其免受污染或侵害,然后只能任凭环境的控制使蛋进入孵化阶段。根据对山东莱阳恐龙蛋进行的CT扫描的观察,似乎看不到气室的存在。气室的存在及大小可以表明产蛋时间的长短。没有气室的蛋化石说明这些蛋产下不久就停止了孵化过程而死亡了,然后即进入了变成化石的石化阶段。


所有上述现象均表明,晚白垩世晚期的恐龙在蛋的孵化中发生了严重的问题,因而造成了恐龙繁殖受挫。这些恐龙蛋的研究者据此认为,这种繁殖受挫很可能是恐龙灭绝的根本原因。

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