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恐龙足迹的秘密

  大群的鸭嘴龙在林间漫步,打头阵的是壮硕的成年龙,沉重的身躯在河滩上压出深深的足迹,几个幼崽乖巧地跟随在旁边,它们的前肢还太短,所以仅用后足行走。

  突然,一只鸭嘴龙踏上一块卵石,向前打了个踉跄,差点滑倒在地,右前肢在地面刮出一道1尺长的拖痕。
河滩不远处,身长1.4米的虚骨龙正成群结队追赶着飞舞的昆虫。旁边,两只约4米长的甲龙实在不堪呱噪,转身离开河滩……

  亿年前这幕古生物时期的景象并非来自科幻电影,而是根据重庆綦江三角镇老瀛山一处恐龙足迹群复原出来的。

  莲花保寨疑云

  老瀛山位于重庆市綦江县的渝黔交界处,是綦江县东南一支独特的山脉,属于丹霞地貌,“传为老氏修炼遗址,状类蓬瀛”。其山势陡峭,森林茂密,是市级森林生态自然保护区。在老瀛山马蹄形山腰绝壁的凹槽内,坐落着一处古老的寨子——莲花保寨。莲花保寨沿着山形走势而延伸,地形极为险峻,崖边距地面至少400多米。

  由于綦江县扼守重庆的南部门户,历史上饱受战乱之苦。19世纪早期,老瀛山一带的村民为避开战事,在半山腰的凹槽里开凿山石,搭建寨子,发现这里的地面上有大量奇怪的凹坑和印痕,其中最多的是大小不一、由四瓣构成的莲花状痕迹。

  当地传说:很久很久以前,这里是一片水泊,盛开着大量的莲花,地上的凹坑就是莲花遗留下来的痕迹。另一说法是:明朝末年,“八大王”张献忠攻川时,曾派一队人马攻打该寨,数日不克。一员大将见状,点火烧山,浓烟很快将寨内人全部熏死,洞内的神秘足迹就是这个大将坐骑所踏。

  由于老瀛山地处闭塞,百余年来无人探究石中莲花的奥秘。新中国成立后,綦江县发现了丰富的矿产资源,地质人员曾来此考察,只把石中莲花当成了地质现象。直到2006年,县国土局和川东南地质大队在老瀛山调查时,才意识到它们可能大有来头,随即联系了重庆自然博物馆。经前馆长周世武现场鉴定,这些莲花状痕迹原来是恐龙足迹。

  这到底是些什么样的恐龙?当时还不得而知。

  2007年盛夏,应重庆市綦江县国土资源和房屋管理局王丰平副局长之邀,我带队到綦江考察这批恐龙足迹。

  恐龙足迹学作为恐龙研究的一个新分支,是由恐龙脚丫儿“踏”出来的,它有着恐龙骨骼化石无法替代的作用。化石保存了恐龙生前身后一些支离破碎的信息,足迹保存的却是恐龙在日常生活中的精彩一瞬。这些足迹不仅能反映恐龙日常的生活习性,行为方式,还能解释恐龙与其环境的关系,这些都是古生物学家梦寐以求的宝贵信息。

  抵达老瀛山区,我们在当地老乡的带领下,沿着一条不到30厘米宽的羊肠小道,花了近40分钟,手脚并用攀上绝壁,小道尽头就是发现恐龙足迹的莲花保寨。

  这是世界上少有的几个峭壁化石点之一。一周多的考察,我们清理出了329个足迹,是我国西南地区白垩系地层迄今为止发现的最大规模的恐龙足迹群。其中数量最多的是“莲花”形的鸭嘴龙足迹,达176个,大小不一,分为3种不同的尺寸。

  脚丫儿踏出的科学

  从千足虫到袋鼠,地球上的动物或多或少都会留下足迹。足迹是重要的生命痕迹,很多时候,我们对事物的判断它都起着决定性的作用。

  上世纪80年代出现的现场分析法,就是着重于解读现场的痕迹证据,可以从脚印的长度及深度,判断出一个人的身高、体重、速度,是否残障,有无背负重物等,从手印还可以推断出一个人的工作性质及习性癖好。

  2007年10月,考古工作者在“隋唐洛阳城定鼎门遗址”发掘现场发现了唐代地面上密布着骆驼留下的足迹。这批1300多年前驼队留下的足迹,证明了洛阳城在隋唐时期丝绸之路上的重要作用。

  你也许会想,恐龙独霸地球达1.6亿年,该留下多少足迹啊。确实,如果能将动物一生中的足迹都保存下来,将是一个天文数字。

  据估算,一匹载重的马一天之内至少要走6000步,如果四蹄每走一步都留下足迹的话,这匹马一天至少要留下2.4万个。按这种方法推算,一条恐龙一生要留下多少足迹?

  然而事实上,我们发现的恐龙足迹并不多。因为在一般情况下,足迹很难保存下来。比如,在干硬的地面上,恐龙走过后只能留下浅浅的印痕,很快便消失了,而在过软的地面上,恐龙足迹会很快被周围流动的泥沙埋没。只有在泥沙的温度、粘度、颗粒度都合适的地面,恐龙足迹才能被保留下来。而且,这些足迹要及时地被外来物所覆盖,过早或过晚都不能形成足迹化石。

  与单独的足迹相比,有着连贯顺序的“行迹”能提供更多的信息。世界上最著名的恐龙足迹要数美国纽约自然史博物馆的伯德(RolandT.Bird)在美国德克萨斯州国家恐龙公园的发现——12个迷惑龙(雷龙)并肩前进,后面一条食肉恐龙穷追不舍。这些罕见的恐龙追逐足迹化石目前陈列在纽约自然史博物馆,成为最吸引眼球的展品。

  加拿大皇家科学院的萨琼特(W.A.S.Sarjeant)也有过著名的发现:加拿大一处足迹化石点,约有20~30个恐龙分成两排平行前进。在某一个点上,似乎有一个恐龙摔倒了,紧接着另一个也摔倒在地,不久又有一个倒下了。但很快这3个恐龙恢复了平衡,又开始协调一致地前进了。

  这真是一组奇特的印痕,萨琼特猜测可能是素食性恐龙为防备肉食性恐龙进攻而进行的“演习”,是一场模拟的“自卫战”。我倒觉得萨先生是冷战思维,这怎么就不能是一只恐龙不小心扑倒,后面两龙“追尾”呢?

  鸭嘴龙群向我们走来

  古生物学家在发现恐龙足迹时,最希望能了解这到底是哪一种恐龙留下的,最理想的情况是恐龙足迹能和恐龙化石在相距较近的同一层位被发现。遗憾的是,到目前为止,发现恐龙足迹之处极少有相关的骨骼化石保存下来,反之亦然。

  这可能是由于两者形成的条件不同。一般来说,足迹的形成需要较长时间的地表暴露,得以干燥自身以便日后成形,但是这对于恐龙尸体的保存却极为不利,长期暴露于地表,会使恐龙尸体被食腐动物或自然条件所破坏。

  因此,我们难以根据足迹来判断其主人到底属于哪种具体的恐龙,只能将它们分为遗迹科、属和种。我们能清楚了解的是,不同大类的恐龙其足部骨骼结构有着很大的差异,这些独有的特征总会反映到足迹的形状上。

  常见的鸟脚类足迹包括异样龙足迹、禽龙足迹和鸭嘴龙足迹等。恐龙由蜥臀目和鸟臀目构成。鸟脚类是鸟臀目中最早分化出来的类群,用两足或4足行走,后脚有4趾,第1趾短小,后3趾着地行走,形态近似鸟脚。这类恐龙足迹所包含的禽龙、鸭嘴龙足迹都呈山字形,具有爪迹,可见趾垫。而将禽龙、鸭嘴龙足迹区分开的关键在于弄清它们所在的地质年代,前者多分布于早白垩世,后者多分布于晚白垩世。而老瀛山所在的夹关组地层(距今约1.17亿年~8500万年)是晚白垩世的最早期。

  经过与多种鸭嘴龙类足迹的对比,我将这176个足迹归入卡利尔足迹(Caririchnium),卡利尔足迹最初发现于巴西的鱼河群地层,得名于卡利尔盆地。綦江的卡利尔足迹,从前足迹、跖骨印痕和趾间夹角等要素看,都区别于此前的三种卡利尔足迹,所以我定了一个新种,取名“莲花”,以纪念发现化石的莲花保寨。

  有趣的是,我们可以从恐龙足迹的大小来推断恐龙个体大小。莲花卡利尔足迹的造迹恐龙成年体长约6~7米,亚成年第一阶段长约4~5米,第二阶段长约2~3米。此外,恐龙足迹还能提供诸多骨骼化石无法证实的信息,如恐龙的运动速度。据测算,莲花卡利尔足迹的造迹恐龙最高速为1.6米/秒,最低速为0.9米/秒,显示它们处于慢行状态。

  此外,古生物学家从化石发现,很多鸭嘴龙类幼年体的前后肢比例低于成年体,由此推测,鸭嘴龙类幼年个体可能用后足行走。随着体型、体重的逐渐增加,才逐渐变为4足行走。莲花卡利尔足迹的研究结果支持了这一观点,并进一步发现,当鸭嘴龙类发育至4米的亚成年个体时,可能出现其行走模式的分水岭——体长大于4米的亚成年个体通常用4足行走,而体长小于4米的亚成年个体通常用后足行走。这个发现证明了鸭嘴龙类是大族群群体活动,彼此间社会相关性很高,从幼年到成年的系列足迹,显示了鸭嘴龙在成长和体重增加过程中脚的形态变化,宛如大自然的摄像机给鸭嘴龙脚的成长摄下的特写镜头。

  除了莲花卡利尔足迹,綦江恐龙足迹群还给我们带来了另外数种新属种的足迹,我惊喜地发现,在四川盆地这片盛产侏罗纪恐龙的大地下,还可能蕴藏着一个前所未见的白垩纪恐龙王国。

  (作者系中国地质科学院地质研究所地层与古生物研究室研究人员)
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