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【2015搞笑诺贝尔生物学奖】怎样模拟双足恐龙走路?

作者:老猫 来源:果壳网 日期:2015-09-18
导读

         2015年搞笑诺奖的生物学奖颁发给了智利大学与芝加哥大学的研究者,因为他们成功地模拟了双足恐龙的步态。在颁奖典礼上,研究人员甚至亲自表演了这一步态。 研究双足恐龙步态的方法其实非常有限,各种尝试往往是基于恐龙脚印化石和后肢骨骼结构的模拟毕竟它们早已灭绝,没有办法抓一只回来直接研究了。 想要在现生的动物中寻找线索并不容易。主龙形类爬行动物中,鳄鱼的步态显然与双足恐龙有着巨大的差异,不信你可以想象

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      2015搞笑诺奖的生物学奖颁发给了智利大学与芝加哥大学的研究者,因为他们成功地模拟了双足恐龙的步态。在颁奖典礼上,研究人员甚至亲自表演了这一步态。

        研究双足恐龙步态的方法其实非常有限,各种尝试往往是基于恐龙脚印化石和后肢骨骼结构的模拟——毕竟它们早已灭绝,没有办法抓一只回来直接研究了。

        想要在现生的动物中寻找线索并不容易。主龙形类爬行动物中,鳄鱼的步态显然与双足恐龙有着巨大的差异,不信你可以想象一下霸王龙用它的两只小短手趴在地上走路的场景。

图片来源:trextrying.tumblr.com

        而现生主龙形类的另外一支,双足恐龙的直接后裔——鸟类,它们的步态与双足恐龙的步态有着更多的相同点。双足行走、完全直立的姿势、后肢的运动方向与身体矢状面(将身体纵切成左右两部分的假想面)平行,这些特征简直一摸一样。然而,两者之间也有一些关键的区别:例如与鸟类相比双足恐龙因为拥有长长的尾巴,身体的重心明显靠后,这也使得它们没有办法像鸟类一样动动膝盖就走得飞快,它们得老老实实地靠屁股走路,就像我们人类一样。

        不过既然主要只是尾巴带来的重心差异,是不是可以给鸟类装一个尾巴?

        智利大学的布鲁诺·格罗西(Bruno Grossi)和他的同事们真的做了这件无厘头的事情。[1]他们养了一些鸡,并将它们分为几组:一组(实验组、E)装上了类似尾巴、将它们的重心向后移动的配重;一组(重量对照组、CW)作为对照,将配重加在了重心的正上方,当然还有一组(对照组、C)没有受到任何“残忍”的对待。这些鸡从出生2天开始接受配重处理,直到它们长到第12周,达到性成熟。

三组实验用鸡,其中,实验组鸡的重心被从CCOM处调整到了ECOM处。

        经过12周的训练后,实验组与另外两组的姿态产生了显著的区别,不论是处在站立姿态的时候,还是在它们走路的时候。为了保持重心,在静止站立时,实验组蹲得更深,而重量对照组与对照组之间没有任何区别。而在行走时,实验组与其他组的差别更显著,尤其是股骨的运动幅度显著增大——在两个对照组里,鸡行走的时候,股骨与身体的角度几乎是不变的。

三组鸡静止时与运动时的步态变化。灰色:对照组;黄色:重量对照组;棕色:实验组。

        最关键的是,实验组开始用屁股走路了!实际上,现生动物中,除了鸟类之外,不论是哺乳动物还是鳄鱼都是用屁股发力来行走的,此前根据化石依据的分析表明双足行走的恐龙理论上也应如此。

装上尾巴的鸡是这样走路的。

        布鲁诺·格罗西的实验发表在2014年2月5日的《公共科学图书馆—综合》(PLoS ONE)杂志上。不过他们还不是第一个做这种无聊实验的人,十五年前,纽约州立大学与哈佛大学的研究员也发表过给鸡装尾巴的相关研究。[2]不过在之前的研究中,装尾巴的鸡每天职能锻炼20分钟,而且尾巴的配重也不是特别合理,因此得到的结果与新的研究差别显著。

        当然,真实的情况肯定远比实验中要复杂,毕竟恐龙的尾巴不只是一个简单的配重。不过,这为恐龙运动的研究提供了全新的思路,让古生物学的研究方法有了更多的可能性。

        参考文献

        Grossi Bet al (2014) Walking like dinosaurs: chickens with artificial tails provide clues about non-avian theropod locomotion.PLoS ONE9(2):e88458.

        Carrano MTetBiewener AA (1999) Experimental alteration of limb posture in the chicken (Gallus gallus) and its bearing on the use of birds as analogs for dinosaur locomotion.Journal of Morphology240:237-249.

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