据上游新闻(记者裘晋奕):它病了,并且是早在1.55至1.45亿年前就患上了风湿病。
你相信么,这是中国科学家领衔的研究团队刚刚发布的科研结论,其对象是一只生活在侏罗纪晚期的经典恐龙异特龙。
异特龙“大卫”真标化石
3月3日,由中国地质大学(北京)副教授邢立达、博士生王董浩等领衔的科学家团队在广州召开新闻发布会宣布了他们对中国大陆第一件也是唯一一件异特龙标本“大卫”进行系统研究后,发现的古病理学领域的有趣特征。这也让“大卫”成为了第一只被科学记录的患脊椎关节病的兽脚类恐龙,更是第一只被科学记录的脊椎关节病累迁至肩部的恐龙。
据介绍,异特龙是一种历史悠久的经典恐龙,是侏罗纪最著名的恐龙之一。最初由美国古生物学家奥塞内尔·马什(Othniel C. Marsh)在1877年命名,这种恐龙生活在约1.55至1.45亿年前的侏罗纪晚期。其体长约10米,有一个大型的头骨,长着几十颗锋利的锯齿状牙齿,前肢较小有三个带着锋利爪子的手指,后肢非常发达,一条壮硕的长尾巴保持身体平衡。异特龙是当时当地体型最大的肉食动物,处于食物链顶端。
2019年,广州正佳自然科学博物馆将一具发现于美国怀俄明州、完整度超过80%的异特龙标本纳入馆藏,这是中国大陆第一件也是唯一一件异特龙真标,其发现者给他起了个昵称叫“大卫”。“大卫”长5.4米,高1.8米,比成年的异特龙小30%,可能是一只未成年的恐龙。
经过近两年的精心清理与修复,2020年底,大卫标本“落户”广州。同年5月1日起,它正式对外展出,引起了公众的广泛关注。
邢立达教授讲解“大卫”骨架上的伤患处
此后,正佳自然科学博物馆的研究人员就与客座研究员、中国地质大学(北京)邢立达副教授课题组也开始系统研究“大卫”标本,并发现了标本一些有趣的特征,这些特征主要集中在古病理学领域。
古病理学是一门用现代医学理论研究化石的学科,古病理通常可以反映一些生物的生理和行为模式。本次研究项目对我们了解和理解兽脚类动物的生理情况,生态环境和行为有重要意义。
本次的研究论文发表在国际古生物学杂志《Historical Biology》。论文作者包括中国地质大学(北京)邢立达副教授,博士生王董浩;广州正佳自然科学博物馆杜春磊馆长,温柯翔副馆长;美国卡耐基自然历史博物馆布鲁斯罗斯柴尔德教授;哈尔滨医科大学附属第二医院宿佳音。
研究团队对超过1亿岁的异特龙标本进行CT扫描
研究团队观察发现,“大卫”的左右肩胛乌喙骨(肩部骨骼),第4,第8和第9背椎共有10处病变。其中,右侧肩胛骨与乌喙骨的关节融合在一起并出现了肿胀;右侧肩胛骨末端圆钝并有轻微的扭转;左侧肩胛骨内侧有病理性的凹陷;左侧肩胛骨末端有方形的创伤;第4背椎上有4处不规则形状的骨增生;第8与第9背椎融合在一起,侧视呈竹节状;融合的椎体神经棘有弯月型的创伤。
右侧肩胛乌喙关节融合和肿胀特写及其CT扫描定位像图
值得注意的是,研究团队在对标本进行CT扫描后发现,其第8与第9背椎的前后关节面均有明显的骨骼硬化增生和虫蛀状的侵蚀,这符合脊柱关节病的CT表现。脊柱关节病(Spondyloarthropathy)是一类以脊椎关节炎为表现的风湿性疾病。同样的扫描结果也出现在了愈合的右侧肩胛乌喙骨。研究团队查阅了一些脊柱关节病病例,发现脊柱关节病可能累迁到肩部关节,所以这两处关节融合是关联的。这类疾病通常会导致疼痛和肢体僵硬,“大卫”很可能因此饱受痛苦,且背部和肩部活动受限,会影响其正常捕食。
融合的第8,9背椎及其CT扫描定位像图
同时,结果还显示,“大卫”标本右侧肩胛骨末端有轻微扭转的圆钝区域为钙化的软骨,这是软骨炎的表现。钙化的软骨会对附着其上肌肉产生不良影响。附着在该区域的肌肉的功能包括:向前拉肩胛骨,抬起胸部和向后拉肱骨(前臂)。所以,软骨炎会影响“大卫“前肢的活动范围,从而严重降低它的捕食效率。
大卫两处的缺损性创伤则可能来源于同类。作为掠食性的恐龙,异特龙的捕食习惯是非常积极,激进的,捕食过程中也很依赖前肢,所以很多异特龙化石都有多处创伤,尤其是前肢。由于上述病理对“大卫”运动能力的影响,它很难继续激进的掠食,可能转变成机会性觅食,或靠食用同类的残羹剩饭为生。这种进食方式,很可能受到其他同类的攻击。尤其是背部弯月型的创伤,很可能是同类的咬痕。
“大卫”是第一只被科学记录的患脊椎关节病的兽脚类恐龙,更是第一只被科学记录的脊椎关节病累迁至肩部的恐龙。本次的研究让我们对异特龙的行为模式有了不同的理解,在运动受阻时,会转变习性,对研究人员还原其生态情况有很大帮助。也对异特龙的生理状况有了新的认识,同时丰富了恐龙的病理记录。