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学学科学过程和科学方法 | | ──令人着迷的恐龙 | |
| | | | | (编者提示:人教版第十二册 第九课 动物的进化) | 作为一个地质学家,许先生怎么会对恐龙灭绝问题这么感兴趣呢?首先,从青年时代起,他就一直在深深地思考着达尔文的进化论问题;此外,他像所有对大自然感兴趣的人一样,始终对恐龙这种统治了地球达1亿多年而又突然灭绝的神秘动物魂萦神往。
让我们来简略地回顾一番恐龙以及那些与之有关的中生代爬行动物的发现历史,再概览一下这些动物的风采,你就会理解许先生研究恐龙灭绝问题时的心境了。
| 沧龙 | 最早被科学界注意的大型爬行动物的骨骼化石发现于1770年,比达尔文的出生还早了大约40年,发现地点位于荷兰的马斯特里齐村圣彼得山上的一个采石场内的白垩纪地层中。这种爬行动物与任何生活着的动物都相差甚远,下颌骨长达1.33米,牙齿锋利得像一把把短剑。这一发现实在令人吃惊,村民赶紧请了一对父子解剖学家来鉴定。由于骨骼特大,又恰好埋藏在两个富含海相古生物化石的地层之间的层位中,父亲就宣布这是一条古鲸的化石。可是儿子并不同意父亲的看法,大概是由于对事物的观察更为敏锐或是对解剖学的研习更为精细,他认为这种动物更像蜥蜴。可是当时的人们那里见过这么巨大的蜥蜴呢?又有谁见过在大海里遨游的蜥蜴呢?因此,人们开始传说他们发现了圣经中写的大洪水发生之前的动物,甚至传说这种动物没准儿就是那次大洪水的祭品!
| 鸭嘴龙 | 发现化石的采石场的上面是一片牧场,牧场主是一位教士。他利用自己享有的封建权力攫取了这些化石,把它们摆设在乡间别墅中的一个玻璃神龛里面。很快,发现大洪水时期怪兽的消息传遍各地,当时年仅26岁却已风华正茂地当上了法国科学院院士的著名的解剖学家居维叶也听到了这个消息。当时的法国统治者拿破仑非常崇尚科学,积极地支持居维叶的科学研究,曾经帮助他采集各地的古生物化石。1795年,当拿破仑得知怪兽化石的消息并知道居维叶对之颇感兴趣之后,立刻命令他的一名将军率师前来“解放”荷兰,为的是把这件珍贵的化石完好无损地抢到法国给居维叶研究。这支“解放军”以迅雷不及掩耳之势直捣马斯特里齐村,占领了那间乡间别墅。然而他们大失所望,那件化石已经不翼而飞,玻璃神龛里已经空无一物。
好在将军机智聪明,立刻决定以600瓶葡萄美酒的高价悬赏追踪。重赏之下必有勇夫,几个惯于打家劫舍的大兵很快就拿到了这笔重奖,战利品也就顺利地运到了巴黎居维叶院士的办公桌上。
| 薄片龙 | 这时,居维叶院士刚刚完成乳齿象化石的研究工作。他认为,乳齿象并不是现代象的祖先,而是一种在地质历史上早已灭绝、没有留下后代的古象。于是他开始尽力说服当时那些还没有任何进化认识的人们,让他们相信历史上确实存在过生物灭绝的现象。来自于马斯特里齐村的这件巨大的怪兽化石正好为他的认识提供了一个令人信服的证据。这种海相爬行动物就是我们现在熟知的沧龙。 这一轰动一时的事件平息后不久,在达尔文13岁的那年,恐龙又被科学界发现了。这就是曼特尔夫妇发现禽龙的故事。
有关禽龙,在当时还发生过其它一些故事。当时,以活鬣蜥牙齿的大小做参照,牛津大学的欧文教授推测禽龙的身长有30米到60米,竟然有半个足球场那么大!后来,曼特尔先生和许多其他的业余研究者又不断地继续发掘,用了15年的时间先后发现了脊椎骨、肋骨以及其它许多骨头的化石。这些骨头的大小令欧文教授不得不改变了最早的推论,把禽龙的身长降到了7米。这些化石还表明,禽龙比现代的巨蜥大很多、也重很多;其胸骨的结构与鳄鱼相似,暗示它有4个心室,比其它爬行动物只有3个心室的心脏要进步。因此欧文教授认为,禽龙的心脏和循环系统已经与温血脊椎动物差不多了。
当欧文教授把当时发现的所有这些巨大的“怪物”化石统称为“恐龙”的时候,英国的维多利亚女王专门找了一位野生动物雕塑家,请他根据欧文的研究结果雕塑一尊禽龙的塑像,用于在1851年举行的博览会上展出。很快,禽龙就以一种硕大笨重的靠四足支撑并行走的动物形象虎视眈眈地展现在女王及来访的一批批权贵们的面前。
当时,美国科学家海顿也在美国蒙大拿州裘迪斯河附近的西部荒原采集恐龙化石。他把采集到的牙齿化石送到位于费城的美国自然科学院,由院长雷迪进行研究。雷迪发现这些牙齿与禽龙不同,就把其中的一种素食恐龙命名为“粗糙的牙齿”,而将另一种肉食恐龙命名为“吓人的牙齿”。
随后不久,雷迪又在新泽西州的哈东菲尔德附近发现了一副几乎完整无缺的恐龙骨骼化石,并把它命名为鸭嘴龙。对牙齿进行研究比较后发现,鸭嘴龙与禽龙之间有着密切的亲缘关系,尽管它的骨骼与雕塑家塑造的禽龙形象相差甚远。实际上,鸭嘴龙和禽龙的前后肢相差相当悬殊,因此雷迪认为它们根本就不是以四足支撑并行走的动物,而是一种可以靠后肢站立,能够像袋鼠一样跳跃而行的动物。
从此,恐龙的发掘成为了一种时尚。在随后的几十年里,由各大财团组织的发掘队为了恐龙化石你争我夺,力求满足各自后台老板的好奇心。随着化石争夺战的日趋激烈,一批又一批令人扑朔迷离的化石相继出土。这些真假莫辨的战利品被集中起来进贡给统治者,然后在各国的皇家博物馆或国立博物馆里陈列出来,博取了瞠目结舌的公众的一片赞誉,结果是推动了古生物学的发展。
有些化石骨架确实大得惊人。腕龙和雷龙体重达50多吨,比8头大象加在一起还要重。一些科学家认为,这样的庞然大物根本无法在陆地上支撑自己的体重,只能生活在沼泽中,当它们浸泡在水里的时候,可以用长长的脖子采食水草,并以头顶上的鼻孔呼吸空气。在肉食恐龙中,最大的就是霸王龙了。它们是地球上有史以来生存过的最大的食肉动物,牙齿和鹤嘴锄一样大,树立起来有5米多高,沉重的尾巴拖在地上,一般人站在旁边高度仅仅达到它的膝部。如此的庞然大物怎能不使观众目瞪口呆。
有些恐龙还长有特殊的武器或是身体外部的装饰物。剑龙的背脊和尾巴上长满钉刺;角龙的头骨向脖子方向生出大片的颈盾;甲龙身披重甲;鸭嘴龙头上长着古怪的头冠;禽龙则长有特殊的指甲,能够用来对付不可一世的食肉动物,挖出它们的眼珠。
在这场无休无止的化石争夺战中,在德国巴伐利亚的索伦霍芬还发现了一种牙齿很小的小动物,它长有带爪子的翅膀,上面有着长长的羽毛,外形简直和希腊神话中那个叫做格里芬的鹫头狮身怪兽一样。由于被认为是最原始的鸟类,科学家把它叫做始祖鸟。科学家结合沉积物的特征研究动物的生活习性,发现一些恐龙的亲戚爬行动物们奇妙得真像神话故事里的动物一样。对海洋里生活的薄片龙的遐想,激发了尼斯湖水怪的传说。长着翅膀的爬行动物翼龙有的只有乌鸦那么大,有的已经达到了苍鹰般大小,而最大的一种在海上飞行的种类,翅膀竟然有15米长,可能已经达到飞行动物可以达到的极限了。不过,翼龙的翅膀显然是太重也太脆弱了,并不适合于飞行,因此有些科学家认为它们只能在树顶或悬崖之间滑翔。
摘自中国科普网 |
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