揭秘非洲最古老的恐龙化石

　　2.3亿年前，在今天津巴布韦北部的多分汊河型系统，生活着巨大的长颈蜥脚类恐龙古老的远亲：拉氏姆比雷龙（ Mbiresaurus raathi ）。它的化石被认为是非洲最古老的恐龙化石。绘制：ANDREY ATUCHIN
　　撰文：MICHAEL GRESHKO
　　名为蜥脚类恐龙的长颈恐龙是陆地上最大的动物，有些体重甚至超过60吨。古生物学家在津巴布韦北部发现了一具惊人的完整骨架，这告诉我们这些巨兽的体型起初并不是很大。
　　新化石的相关描述发表于8月31日《自然》杂志，这是在非洲发现的最古老的恐龙，可以追溯到约2.3亿年前的三叠纪。这种动物也是蜥脚类恐龙已知最早的的祖先之一，蜥脚类恐龙家族包括腕龙和雷龙等标志性的长颈巨兽。虽然死亡时，这只动物已接近成熟，但专家估计，它站立时臀部距地高度不到60厘米。
　　这是姆比雷龙的挖掘现场。2019年，古生物学家Sterling Nesbitt和Kudzie Madzana在津巴布韦北部的丹德仔细挖掘。摄影：MURPHY ALLEN
　　它头部很小，长着叶状牙齿，颈部长度一般，＂就像一只普通的恐龙，如果让孩子画一只不吃肉的恐龙，就会是这样，＂耶鲁大学的古生物学家Chris Griffin说。他在弗吉尼亚理工学院攻读博士学位期间进行了这项研究。
　　这种恐龙的学名为拉氏姆比雷龙（ Mbiresaurus raathi ），为了纪念津巴布韦修纳人打造的姆比雷（Mbire）帝国，化石的挖掘地点就位于这个帝国曾经的范围内。同时，这种恐龙也以南非古生物学家Michael Raath命名；20世纪90年代，Raath在该地区工作，促成了恐龙化石的挖掘。
　　根据姆比雷龙和出土的其他化石，古生物学家分析了2.52亿到2.05亿年前的三叠纪时期，恐龙如何横空出世并独霸全球。三叠纪夹在两次大灭绝中间，期间有很多重大气候变化。是地球生命过渡的关键时期。在这段时间里，很多重要爬行动物群体的祖先开始分道扬镳，诞生了恐龙、鳄目动物和会飞的爬行动物，即翼龙。
　　＂这就是个奇迹，＂南非威特沃特斯兰德大学的古生物学家、博士后研究员Kimi Chapelle说。他没有参与此次研究。
　　新遗址
　　几十年的化石发现表明，约2.45亿年前，恐龙在古代超级大陆盘古大陆的最南端，开始了最早的进化。现在，这片区域分属非洲、南美洲和印度，依然存在的陆地地块里所含有的化石显示，最初的恐龙远不如后来那么硕大和多样。它们体型矮小，四处奔走，在三叠纪的大部分时间里都生活在古代鳄鱼的表亲（伪鳄类动物）的阴影下。
　　虽然盘古大陆是一个陆地地块，但气候差异很大。朝向极地的地区郁郁葱葱，适宜居住；而在赤道南北的热带地区却生活不易：这里炎热、干燥，易发生火灾。
　　＂在盘古大陆，你可以从北极走到南极。目之所及，没有巨大的物理屏障，比如高大的山脉，＂研究合著者Sterling Nesbitt说：＂但存在一些气候障碍。＂他是弗吉尼亚理工学院的古生物学家、Griffin的前博士导师。
　　在弗吉尼亚理工学院的古生物学实验室里，Christopher Griffin从放着恐龙骨架的托盘拿起姆比雷龙小而结实的髋骨。摄影：MURPHY ALLEN
　　重现动物们对这些障碍的反应很难，只有一些零散的化石遗址为研究人员提供了线索。古生物学家认为，诞生之初，恐龙被赤道两侧的沙漠隔开，这一观点主要根据阿根廷和巴西的三叠纪早期标本得出。这引起了Griffin的思考：非洲南部的岩石与阿根廷和巴西的一样古老，那么这里的沉积物中是否也会有世界上最古老的恐龙化石？
　　2015年，Griffin前往津巴布韦，遇到了当地古生物学家和博物馆工作人员组成的团队，他们希望通过合作找到答案。＂此前我们一直在这里工作，但资源和专业知识有限，＂研究合著者、国家博物馆和古迹管理局的Darlington Munyikwa说：＂对于我们来说，合作非常重要。＂
　　在津巴布韦期间，Griffin偶然发现了1992年古生物学家Michael Raath与他人合著的一篇论文，其中描述了丹德公共土地的遗址；这里是津巴布韦北部的部落区域，靠近赞比亚和莫桑比克边界。令Griffin高兴的是，在Raath描述中，这里有三叠纪时期爬行动物的骨骼，即头部呈三角形的喙头龙目动物。根据南美洲的化石，Griffin发现，在有喙头龙目动物的古老岩石里，也应该有最古老的恐龙。
　　在弗吉尼亚理工学院的古生物学实验室里，Christopher Griffin正仔细清理 姆比雷龙胫骨上多余的岩石。摄影：MURPHY ALLEN
　　为了解姆比雷龙死亡时的成熟情况，研究人员从胫骨上切下一片薄片，打磨至透明。根据骨骼的生长模式和其他特征，这只恐龙死亡时基本已成熟。摄影：MURPHY ALLEN
　　在国家地理学会的资助下，2017年7月末，Griffin返回津巴布韦，并和当地古生物学家团队一起追随Raath的脚步。他回忆起津巴布韦冬晨凉爽的微风，干涸的河床旁沙沙作响的树叶，研究人员开始工作时，无刺的可乐豆蜂在耳边嗡嗡作响。
　　他们几乎一下子就找到了宝藏。＂我们第一天来到现场，就在这片区域发现了大量化石——化石几乎直接从岩石里出来了，＂Griffin说。
　　第一天在现场，津巴布韦的古生物学家、研究合著者Hazel Turavinga发现了一块腿骨碎片，这让团队意识到他们的方向是正确的。第二天午饭前，Griffin低头发现一块股骨化石从地面突了出来，恐龙的臀骨就在腿骨旁边，这意味着下面有更多。
　　＂那一刻，我不得不坐下来，呼吸一下，＂Griffin说。
　　矮小的祖先
　　经过仔细挖掘，古生物学家发现姆比雷龙的保存状况很好。在第一具骨骼和第二具的部分残骸之间，研究人员只丢失了一些椎骨、手骨、一块踝骨和部分头骨。部分骨骼，比如其中一只脚，甚至像动物活着时那样连在一起。确认了这片遗址有开掘价值后，2019年，Griffin和同事返回，在国家地理学会的资助下，再次进行为期三周的挖掘工作。
　　姆比雷龙不是现场发现的唯一一种恐龙。Griffin正在挖掘一种肉食性恐龙艾雷拉龙的尾椎骨。摄影：MURPHY ALLEN
　　为了保护富含化石的岩石，古生物学家把它们带走前，会先给它们涂上一层保护性石膏。摄影：MURPHY ALLEN
　　姆比雷龙之所以与众不同，是因为它有助于揭开最早的蜥脚亚目恐龙的解剖结构，这类恐龙方面的专家Chapelle说。例如，臀骨让Chapelle眼前一亮，与后来的恐龙相比，姆比雷龙的看上去很原始。
　　臀部化石对恐龙来说很重要。自19世纪80年代以来，恐龙家族最大的分支就是根据臀部的形状来划分的，而定义恐龙的重要骨骼特征之一则在髋臼里。姆比雷龙的髋骨特征很古老，因此它们位于恐龙谱系早期。＂这是一个不可思议的标本，＂Chapelle说。
　　这片遗址还能帮助古生物学家进一步了解姆比雷龙生活的生态系统：多分汊河型系统，水流速很快，足以让岩石翻滚，形成卵石质砂岩地层，而姆比雷龙正是在这种特殊岩层中被发现的。
　　茂盛的植物滋养了各种有鳞片的食草动物和杂食动物，包括三角形头骨的有喙头龙目、鳄鱼的带甲近亲坚蜥目和爬行动物的远亲犬齿兽亚目。研究团队甚至还发现了食肉恐龙艾雷拉龙的一些骨头，这种恐龙的臀部高度近2.1米。
　　卵石质砂岩地层里的动物与在阿根廷和巴西发现的年代相近的化石非常相似。这有力证明了在盘古大陆南部纬度相近的这片区域，生活着同样的动物群体，虽然不是同样的物种。＂在非洲挖出一堆骨头，两年后，发现这些东西都在巴西博物馆里展出，实在太奇怪了，＂Griffin开玩笑说。
　　津巴布韦的岩石里有很多三叠纪时期的化石，包括这些2.27亿年前泥炭沉积化石中的树叶摄影：MURPHY ALLEN
　　借助姆比雷龙和三叠纪的其他化石，Griffin的团队分析了恐龙在古代地球上的扩散情况。他们的发现支持了这样一种观点：恐龙出现于盘古大陆的最南端；研究人员估计，它们可能是在2.3亿年前开始向北扩张。
　　最早向外扩张的是兽脚亚目恐龙，这个群体后来进化成了暴龙这样的双足捕食者和现代鸟类。大约2.2亿年前，姆比雷龙的蜥脚类近亲紧随其后。
　　这个时间与已知的三叠纪气候吻合。从2.35亿到2.3亿年前的几百万年时间里，地球上的降雨和湿度在增加，即卡尼期洪积事件。在这段时间里，盘古大陆的热带沙漠面积缩小，变得更加宜居，这让恐龙有机会迁移到新的地方。
　　＂很明显，第一批恐龙并没有主导地球。它们受到限制，只能生活在特定区域，依赖特定环境，只是在后来经过进化才占领了地球，＂Griffin说。
　　一份新的遗产
　　卵石质砂岩地层的化石研究工作才刚刚开始。到目前为止，研究人员仅详细描述了姆比雷龙的骨头，他们怀疑与它一起出土的其他爬行动物可能也代表了新的物种。
　　对于之后的发现，研究人员非常兴奋，尤其是现在已经确信非洲有恐龙的早期化石。
　　＂我们一直在非洲追溯人类和原始人等最古老的谱系，但恐龙一直不在此列，因为我们此前没有代表那个时期的发现，＂Nesbitt说：＂而这项研究把非洲纳入了恐龙起源版图。＂
　　重要的是，研究团队正在采取措施，确保在卵石质砂岩地层发现的化石留在津巴布韦。目前，很多化石借给了弗吉尼亚理工学院，进行分析和扫描；所有化石都检查完毕后，将还给津巴布韦自然历史博物馆，并永远保存在那里
　　＂这是我们的遗产，这一点最为重要，＂Munyikwa说：＂是的，它应该对所有人开放，但它也需要保存在我们机构内部。＂