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恐龙化石的发现 曼特尔发现的化石 恐龙类动物出现在距今约 2 . 2 5 亿年的三叠纪，经过侏罗纪，消失于距今 约 6 5 0 0 万年的白垩纪，前前后后有着 1 . 5 亿年的历史，但人类直到相当晚的 时候才知道有过恐龙的存在。 人类发现恐龙是从研究恐龙化石开始的。 “化石”这个词原来字面的意思是指“挖出来的东西”，而现在指的是 石化了的生物（包括动物或植物）的遗留部分。古代的生物被掩埋在沉积物 中，这些沉积物可以堆积在陆地上，也可以堆积在江、湖、河、海的水底， 还可以堆积在沼泽地。生物体中的软组织部分（皮肤、肌肉、内脏等）很快 就腐烂了，但是坚硬的部分（如骨骼、牙齿、外壳等）被遗留下来，经过了 几万年、几十万年、几百万年甚至更长的时间，含有矿物质的地下水浸入了 它们，矿物质就逐渐代替了它们的有机组织，也就是说逐渐形成了化石，化 石仍然保持了原来有机组织的形状和大小。由于不同时期的化石存在于不同 的地质层中，科学家就可以据此分析生物进化的过程，也可以通过对化石的 分析，用比较解剖学的原理，从不完整的骨骼化石推测出整个动物的大小、 形状乃至于它们的习性。 1 9 世纪以来，研究岩石中的动物、植物化石并解释它们存在的一门特殊 科学已经发展起来，这门介于生物学和地质学之间的学科，被称为古生物学。 当时，经过与宗教和迷信的长期斗争，人们对于化石的本质有了较正确的认 识，但那时候许多古生物学家还是“业余”的，英格兰的曼特尔就是其中的 一个。 曼特尔的主要职业是乡村医生，但他和他的妻子都爱好收集化石标本。 1 8 2 2 年的一天，他的妻子陪他一同出诊，当他在为病人诊治时，他的妻子在 屋外修路的工地上发现了一些奇特的牙齿化石。曼特尔描述说，这是一些很 大的牙齿，根据牙冠被磨光的斜面来判断，很像是某种大型“厚皮兽类”已 经磨损的门齿的一部分。曼特尔医生追踪找到了出产这批化石的采石场，他 希望能找到这种兽类的其他部分的骨骼化石，但他未能成功。 这种牙齿化石出现在白垩纪铁砂组的岩层中，这使研究化石的专家们感 到很惊异，因为这个地层太古老了，当时认为，在这个地层中根本不可能有 哺乳动物的化石。 作为一名科学家，曼特尔对这种与当时传统观念不符合的发现持慎重态 度，他希望在正式展示他的发现之前，多听听同行的意见，更希望得到著名 专家的指点和支持。在伦敦召开的一次学术会议上，曼特尔把他发现的牙齿 化石给三位著名的专家看过，这三位专家的回答使曼特尔失望，他们断言他 的发现“没有什么特别的意义”。曼特尔并不甘心，他把一颗牙齿化石送到 巴黎，请当时负有盛名的解剖学家巴龙居维叶作鉴定，居维叶给他的答复 说“这是犀牛的一颗上牙。” 由于权威人士的断然否定，曼特尔明智地推迟了自己著作的发表时间。 他把自己发现的牙齿化石带到了伦敦的亨特利安博物馆，与馆藏的各种化石 标本进行了比较，结果未能找到与他发现的牙齿化石类似的标本。帮助曼特 尔进行研究的一位青年科学家斯特契贝雷发现曼特尔找到的牙齿化石与他正 在研究的中美洲生存的一种名叫大鬣蜥的牙齿很相似。普通的大鬣蜥只有 4 英尺（约 1 . 2 米）长，按牙齿的比例类推，曼特尔发现的“大蜥蜴”体长可 达 4 0 英尺（约 1 2 米），显然这是一种已经灭绝了的巨大的食草爬行动物。 曼特尔将这种动物命名为“禽龙”。1 8 2 5 年，他在英国皇家学会会刊发 表的一篇简报中，报道了关于禽龙化石的发现，这篇文章可以说是第一篇正 式发表的关于恐龙的论文。 以后，恐龙之类的化石又陆续有所发现。1 8 4 2 年，英国古生物学家欧文 为了说明在中生代地层中发现的陆栖的大型爬行动物，首先创造了 “D i n o s a u r ” （恐龙）这一名称。该词是由 “D e i n o s ” （恐怖的）和“S a u r o s ” （蜥蜴）组成的，意思是“恐怖的蜥蜴”，因为中国一向有关于“龙”的传 说，所以译为“恐龙”了。 自从恐龙名称问世，已经使用了 1 5 0 多年。初期发现的恐龙化石个体比 较巨大，看上去有点“恐怖”，因此叫恐龙。其实，现在知道，恐龙也有小 的，有的甚至只有小狗或公鸡那么大，显然无须“恐怖”。即便是大个的恐 龙，也不是个个都“凶暴”，它们中的大多数是吃食植物、性情温顺的恐龙。 因此，如果我们现在仍然认为恐龙全都是恐怖的动物，实际上是对恐龙知之 甚少的一种不公正看法。 现在，古生物学上所说的恐龙，不是生物分类的专门名称，而是一种通 俗的叫法而已。即便是通俗叫法，恐龙也不是所有用“龙”命名的古代爬行 动物的代名词。这个概念有人常常混淆了，以致有时误将蛇颈龙、鱼龙和翼 龙等也叫做恐龙。所谓恐龙，科学上指的是中生代爬行动物中的两大类，一 类叫蜥臀类，一类叫鸟臀类。两类又各自有许多分支。虽然两类合起来叫恐 龙。但它们之间的构造特征差别很大。如骨盆结构，一类为三射型，与蜥蜴 的相似，所以叫蜥龙类；另一类为四射型，与鸟类的相似，所以叫鸟龙类。 它们之间的亲缘关系相去甚远，其差异不亚于现在哺乳动物中的牛和马。它 们本来就不是一个“家族”，各自发生以后，很快分道扬镳，朝着不同的方 向分化发展了。 恐龙引起的争斗 1 9 世纪，恐龙的概念在欧洲已十分流行。一些关于恐龙的论著引起了大 众丰富的想象力。当时出版的自然史书籍，都经常加插恐龙插图。 当禽龙的研究在欧洲盛行时，很多化石发掘者的注意力则转移到了北美 洲。 这中间还引发了一场 “骨头战争” 耶鲁大学的古生物学教授奥特尼尔 马 殊和宾夕法尼亚州费城的科学家及化石搜集家爱德华科波之间为发掘恐龙 化石而动用武力的争夺。很多恐龙化石因此被毁坏，但他们也做了点好事。 他们都想尽快将找到的东西在博物馆展出，于是想出一种发掘恐龙化石而不 会损坏它们的方法 他们让每块骨头仍部分埋在岩石里，用熟石膏盖住，然后，将仍埋有骨 头的岩石切割成块，运回实验室再取出。这种技术至今仍为人们所采用。 自骨头战争后，发掘恐龙化石的活动已扩展到各大洲了。本世纪初，在 加拿大有很多发现，特别是在阿尔伯达省。这一工作是由美国化石发掘者巴 南布朗带头，后继者为史腾堡父子。他们寻获的恐龙骨骼装满了纽约、渥 太华和多伦多的博物馆。 接着，非洲成了发现恐龙化石的中心。在 1 9 0 9 ～1 9 2 9 年之间，德国和英 国的探险队相继在现今为坦桑尼亚的地方找到了类似在摩利逊地层发现的恐 龙化石。在本世纪 2 0 年代，美国探险队在蒙古找到了多种恐龙化石，包括最 早发现的恐龙蛋。7 0 年代和 8 0 年代，在蒙古、中国和南美洲，都发现了宏 伟壮观的恐龙化石遗址。近期在美国、加拿大、英国、格陵兰、澳大利亚和 南极洲，也陆续有新的发现。 时至今日，古生物学家仍可能出发到被认为能找到恐龙骨头的边远地点 去探索。一次发掘恐龙的探险，可能要花费几十万美元，为此要花上很长时 间去说服政府，请求支持。政治可能也是个麻烦恐龙化石基址也许会坐 落在一些有内战的国家，或使相邻国家的民族发生矛盾冲突。这些国家对于 外国人在他们的土地上发掘会产生怀疑， 例如 1 9 7 7 年到尼日尔的国际古生物 学探险队的科学家，就是在尼日尔的一所监狱中度过圣诞节的，因为当地人 不相信他们只是发掘化石。 恐龙蛋化石的发现 早在 1 9 世纪初， 人们就在法国南部的普洛旺斯的白垩纪地层中发现了一 枚恐龙蛋化石。蛋化石圆圆的，直径约 2 0 厘米。可当时谁也说不上这究竟是 什么动物下的蛋。有人也曾想到这可能是恐龙的蛋，但也怀疑是鸟蛋。 1 9 2 2 年，美国纽约自然历史博物馆组织了一个“中亚考察团”，历尽艰 辛，长途跋涉来到中亚地区，目的是考察我国和蒙古人民共和国一带的古脊 椎动物，以证实“中亚是哺乳动物和早期人类的发育中心”的科学假说。 谁料歪打正着。预定的这个目标并未达到，却意外地发现了几窝保存比 较完好的蛋化石，每窝有 1 0 多个蛋，蛋的形状像玉米棒子，长直径约 1 0 ～ 2 0 厘米，短直径约 5 ～1 0 厘米。 起初考察团的科学家们也不能确定这是什么古动物下的蛋。但不久就明 白了原来这些蛋的主人是一种叫原角龙的素食恐龙。因为在产蛋的地层 中找到了很多原角龙的骨骼化石，而且什么年龄的都有。最有趣的是，在两 个破壳的蛋内，竟保留有未孵化出来的原角龙的胚胎骨骼。 发现恐龙蛋化石的消息很快轰动了整个世界。人们这时候才知道，恐龙 是卵生的动物。在这一发现的提示下，法国人开始注意并研究 1 0 0 多年前在 普洛旺斯发现的那些圆溜溜的蛋化石，原来这也是恐龙蛋 我国的恐龙蛋化石举世无双 恐龙蛋化石是不可多得的珍品。虽然在世界上许多国家都有恐龙蛋化石 发现，但在数量上、类型上、分布上及保存的完整程度上，无论哪个国家都 比不上我国。 我国现在发现有多少恐龙蛋化石 据 1 9 8 0 年化石杂志刊登的恐龙蛋研究专家赵资奎的文章介绍说，当 时我国的恐龙蛋化石，比较完整的估计有 3 6 0 多个，可分两大类，包括至少 1 6 个属，近 4 0 个蛋化石种。 8 0 年代后期，在广东始兴出土了大量的恐龙蛋化石，保存完好的有 2 0 0 多枚。 1 9 9 3 年，河南南阳西部三县（内乡、西峡、淅川），发现了大量恐龙蛋， 仅西峡一县就挖出 5 0 0 0 枚以上，被专家誉为“世界第九大奇迹”。经过赵资 奎的初步研究，所发现的蛋化石分 4 科、8 属、1 2 种。专家们还估计，南阳 地区还有不计其数的恐龙蛋化石埋藏地下 1 9 9 5 年 5 月，我国文物工作者在湖北郧县青龙山一带，发现罕见大型恐 龙蛋化石群，该化石群长 3 0 0 0 米，宽 1 5 0 米，仅裸露地表的恐龙蛋化石就有 1 0 0 0 余枚。 这些资料告诉我们，我国目前发现的恐龙蛋化石约在 6 5 0 0 枚以上。据说 世界其他国家的恐龙蛋化石加在一起约 5 0 0 枚左右。看来，我国拥有的恐龙 蛋化石数量占绝对优势。 我国的恐龙蛋化石的形状有圆形的、椭圆形的、长椭圆形的，也有扁圆 形的。 恐龙蛋化石常常是多枚堆聚在一起成窝出现。以广东始兴为例，每窝蛋 数不等，从二三枚至 3 0 枚，最多的有两窝，一窝有 3 3 枚，另一窝有 3 5 枚。 “蛋”的大小平均直径多在 1 0 厘米左右。在河南西峡出土的一种恐龙蛋 化石长直径为 3 0 厘米，短直径为 1 2 厘米，这在我国是很罕见的。最近有报 道说，1 9 9 5 年 3 月，在河南省三门峡市附近发现一枚巨型恐龙蛋化石，呈铁 饼状的扁圆形，直径 5 5 厘米，扁厚 2 0 厘米。 我国的恐龙蛋化石由于数量多，保存完好，埋藏状态原始，因而具有很 高的科学研究价值。据报道，最近郑州大学物理系的鲁祖惠和张希兰，采用 伽玛线 C T 断层扫描技术， 从河南西峡县出土的一枚恐龙蛋化石中发现了恐龙 胚胎，可以清楚地分辨出恐龙胚胎化石的头颅、脊背及前后肢。据悉，这是 当今世界该领域研究中的首次发现。 我国的恐龙蛋化石最初是在内蒙发现的，这已是 5 0 多年前的事了。后来 在辽宁、山东、广东、江西、湖南、安徽、新疆、浙江、湖北、河南、黑龙 江等地也陆续找到了许多蛋化石。奇怪的是，在盛产恐龙骨骼和足迹化石的 四川省却一直没发现恐龙蛋化石。 恐龙脚印化石的形成 距今 1 . 3 5 亿年前的一天，有一条巨大的雷龙慢慢地沿着湖边走着。它那 大象般的四足踩在湿漉漉的泥地上，在它的身后留下了两行清晰的脚印。这 就是留在现今美国德克萨斯州的一连串恐龙脚印化石。 就在雷龙刚刚走过不久，一条两足行走的、身躯比雷龙小得多的肉食恐 龙，循着它的足迹跟了上来。肉食恐龙知道，一条雷龙“大肉块”就在它前 面不远的地方。这即将到口的美味它岂肯放过它加快了速度，大步流星地 追了上去，消失在一片绿荫之中⋯⋯ 1 9 3 8 年，当年肉食恐龙追踪雷龙时留下的足迹，被古生物学家发现。当 然，此时的足迹已变成化石了。它被科学家视为珍奇的恐龙遗迹化石和研究 恐龙生活习性的重要材料。 一般说，恐龙的骨骼比较容易形成化石，而脚印却很难。 原因是，脚印从产生到石化，条件很苛刻。如果恐龙从干燥的地面上走 过，脚印根本不能形成；如果恐龙从稀溜溜的、含水分过多的泥地上走过， 脚印虽容易形成，但也容易消失；只有在泥沙地面的湿度合适时，脚印才能 清楚地留下来，而且不会很快自行消失。 脚印形成后，要在较短时间内被干燥定型。在尚未被自然力破坏前，这 些定了型的脚印要被后来的沉积物严严实实地覆盖。在不见天日的深深的地 下，历经千百万年的岩化作用，原先松散的泥砂变成了岩石，脚印化石才能 大功告成。 恐龙生活的地方，炎热低洼，水源丰富，河湖发育，因此具有很好的形 成脚印的先决条件。虽然脚印化石形成的条件十分苛刻，但恐龙仍然留下了 数量可观的化石脚印。这些化石脚印在世界许多地方都有发现，有时连续分 布近千个。 恐龙木乃伊化石的形成 古埃及的木乃伊一直被认为是世界上最早的木乃伊。但是，1 9 8 5 年在智 利发现了 9 6 具木乃伊，距现在竟有 7 8 1 0 年的历史，比埃及的木乃伊大约早 3 0 0 0 年。这些木乃伊有的是经过人工防腐处理的，有的纯由自然防腐（太阳 曝晒脱水）形成。显然，智利的木乃伊理应是世界上最早的木乃伊。 其实，埃及和智利的木乃伊都不算早，世界上最早的是中生代的木乃伊。 1 9 0 8 年，古生物学家在美国堪萨斯州发现了一个非常特别的化石木乃 伊，死者是繁盛于白垩纪后期的鸭嘴龙。 发现时，它双腿向上仰卧在那里。后来它被搬进美国自然历史博物馆陈 列起来。前来看稀奇的观众络绎不绝。人们惊叹大自然无奇不有。 恐龙专家们对这具化石木乃伊及其埋藏环境进行了研究，得出了有趣的 结论。 7 0 0 0 万年前的一天，堪萨斯州赤日高悬。不知为什么，一条鸭嘴龙离开 了栖息地，离开了它的伙伴们，独自来到这个干燥、炎热的不毛之地。 也许它已病魔缠身，也许它迷失了方向，恶劣的环境使它精疲力竭，昏 头昏脑。它再也走不动了，终于仰天倒卧在滚烫的沙地上。从此它再也没有 爬起来，就这样躺在那里，默默地死去了。 鸭嘴龙的尸体长时间暴露在荒野，没有被吃肉的动物破坏过，可见这地 方是没有什么动物敢来的。 在火辣辣的太阳的曝晒下，尸体发生了脱水作用，皮肉干缩，使得肋骨 和大腿骨显得格外突出。最后，这条鸭嘴龙变成了一具干尸。 后来这儿发生了洪水，在干尸的皮肉还没来得及被水泡软前，泥砂质沉 积物就把它给掩埋了。岁月流失，沉积物越来越厚，干尸被埋在深深的地下。 几千万年过去了，泥砂变成了岩石，干尸变成了化石。 恐龙骨骼化石的形成 令研究恐龙的专家们惊异的是，第一具恐龙化石禽龙的化石骨架竟 多达 3 1 条，而且大多数保存完整。当初矿工们花了 3 年的时间才把这些化石 全部挖掘出来。化石运到博物馆后，足足花了 2 5 年时间，才把它们全部装架 完毕。 研究者对这些化石的埋藏环境进行了考查，得出的结论是，一场史前的 洪灾、泥石流造就了这批化石。这群禽龙是被夹带泥砂的洪水冲到一条又深 又陡的峡谷之中而丧生的。它们的尸体很快被泥砂掩埋起来，因此骨架大多 数保存得相当完整。 1 8 7 8 年以后，恐龙骨骼化石在世界各大洲不断被发现。完整的骨架化 石，成了科学家再现恐龙的依据。 恐龙在地球上生存了约 1 . 5 亿年，假如它们死后，骨骼都能保存为化石 的话，那么今天地球将被厚厚的一层恐龙骨所覆盖。然而，实际上是不可能 的，它们之中只有极少数的恐龙，才能把遗骨留存到今天。 恐龙死后，它们的尸体在绝大多数情况下，暴露于荒野之中，腐烂分解； 或被动物吃掉，最后化为乌有。 少部分尸体会被流水搬运到河湖之中沉积下来。在搬运过程中，尸体会 受到严重的破坏，最后所形成的化石自然也就成了残片。 在很少的情况下，恐龙的尸骸才能在原地迅速被沉积物掩埋。这时，一 副完整的骨架化石才会被保存下来。这种情况往往与某种突发性事件有关， 如地震、洪水、岩石崩塌，陷进松软沉积物中或失足掉进了洞穴之中。比利 时伯尼萨特的禽龙骨架化石就是在突发性事件中迅速被掩埋而保存下来的。 恐龙的遗体被沉积物掩埋后，肌肉、内脏、皮肤和角质部分会慢慢腐烂 分解，剩下的骨头逐渐被地下水中的矿物质所代替、石化，成为今天的化石。 著名的恐龙化石产地 世界上有些地区，恐龙化石特别丰富。如美国的犹他州和科罗拉多一带、 加拿大的阿尔伯达省、非洲的坦桑尼亚、蒙古人民共和国和中国的内蒙古地 区以及四川盆地、云南禄丰盆地和河南南阳地区。 美国西部的犹他州和科罗拉多一带，盛产侏罗纪晚期的恐龙化石，尤其 在两州之间的“恐龙三角区”，化石特别集中。大名鼎鼎的恐龙大汉雷龙、 梁龙和身披奇怪骨板的剑龙，还有大型食肉龙跃龙，都是在这儿发现的。 恐龙化石的发掘工作始于 1 8 7 7 年。 现在恐龙三角区内建有 4 个陈列恐龙化石 的博物馆，在世界上颇有影响。 加拿大西部的阿尔伯达省产有大量白垩纪晚期的恐龙化石。这里发现的 霸王龙、鸭嘴龙、甲龙、角龙化石非常有名，发掘历史已有 8 0 多年。建有世 界上最大的恐龙公园，园内的梯雷尔恐龙博物馆素负盛名。 蒙古人民共和国与中国内蒙地区，是白垩纪早期至晚期恐龙化石的重要 产地。有学者认为，白垩纪时这儿很可能是地球上最大的恐龙王国。在中国 内蒙一带，恐龙化石的发掘工作取得了显赫的成果。内蒙被认为是中国最大 的“恐龙之乡”。这儿主要产角龙和甲龙的化石，而且从幼年到成年的个体 都有，十分难得。 非洲东部坦桑尼亚的坦达古鲁，是侏罗纪晚期恐龙化石的著名产地，发 掘历史 8 0 多年。曾经有大量巨型蜥脚类恐龙化石在那里出土。最有名的要数 腕龙了，它是世界上已知最重的恐龙。 中国云南的禄丰产有侏罗纪早期的恐龙化石，是中国早期恐龙化石最重 要的产地。著名的禄丰龙化石就是在这儿发现的。 中国的四川盆地素有“恐龙之乡”的美誉，是侏罗纪早、中、晚期恐龙 的重要埋藏地，以中晚期的恐龙化石最丰富。著名的马门溪龙、峨眉龙、永 川龙、华阳龙、沱江龙都产自该盆地。四川恐龙化石点很多，研究恐龙的历 史已近 7 0 年。但进行大规模的发掘和较详细的研究工作，还仅在自贡大山铺 一地。 中国河南南阳地区，盛产保存完好的白垩纪晚期的恐龙蛋化石。近年仅 在西峡一县就出土了 5 0 0 0 余枚，地下埋藏不计其数。这儿是世界最大的恐龙 蛋化石的埋藏地，被誉为“世界第九大奇迹”。 白垩纪末期的恐龙蛋化石 世界上许多国家都发现了恐龙蛋化石，但数量不多。据 1 9 9 3 年前的统 计，总数约为 5 0 0 枚左右。 奇怪的是，恐龙蛋化石在产出的时代上，绝大多数是白垩纪晚期的，尤 以白垩纪快结束的时候最多。 1 9 9 3 年，从我国河南省爆出一条轰动世界的科学新闻南阳的西峡等县 发现了大量的恐龙蛋化石，仅西峡一县就出土了 5 0 0 0 多枚。 有意思的是，河南发现的恐龙蛋化石也是白垩纪晚期的这不是说其他时 代的恐龙蛋化石绝对没有，而是数量很少。比如在侏罗纪、三叠纪都曾有恐 龙蛋化石发现，但比起白垩纪来要少得多。 人们不禁产生了疑问为什么白垩纪晚期的恐龙蛋化石这么多，而其他 时代的恐龙蛋化石却那么少 是那个时代的恐龙特别爱下蛋，最容易成为化石吗不是。 白垩纪末期的恐龙蛋化石之所以多，说明当时恐龙蛋孵化率很低，大量 蛋不能孵出小恐龙，结果长期埋在沙土中变成了化石。相反，其他时代的恐 龙蛋大多已孵出了小恐龙，因而形成化石的机会很少。 至于恐龙蛋不能孵化的原因，目前大体上有两种观点。有的科学家认为 白垩纪末期气候变得干燥、寒冷，雌恐龙内分泌失调，导致生下了没有孵化 能力的薄壳蛋。 另有一些科学家认为恐龙的性别是由孵化时的温度决定的。白垩纪末期 气候开始变得寒冷，致使孵出的恐龙女多男少，造成性别比例严重失调。这 样的情况下，大多数雌恐龙下的蛋没有机会受精，就成了育不出后代的“哑 蛋”。 化石及其形成的方式 人们在偶然的机会中，常常会在地下或悬崖峭壁里发现一些奇怪的物 体。这些物体有的像动物，有的像植物，它们不仅石质化了，而且看来似乎 是海洋里的东西，现在却在高山的石头中出现了。这就是化石。 人们对化石的认识，历史悠久，记载也很多。例如北魏郦道元所著 水 经注，说湘乡县石鱼山“石色黑而埋若云母，开发一重，辄有鱼形，鳞鳍 首尾，宛如刻画，长数寸，鱼形备足”。这是对一种鱼化石的记述。唐朝书 法家颜真卿在 7 7 1 年写的抚州南城县麻姑山仙坛记中，提到“坛东北有 石崇观，高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”，意思是说高山上的贝壳化 石一度是海洋生物，其后经历了沧海桑田的变化。据说，意大利达芬奇是 欧洲第一个说明化石成因的人，晚我国近千年。这些人是历史上辨认化石最 早的代表，然而他们只是感到惊奇，才引起注意，并做出简单的臆想和推断 的。彻底揭示化石本来面目，对化石真相进行认真的研究，还是近 2 0 0 年来 的事。它是随着古代生物学发展而产生的。 “化石”，是西文“F o s s i l ”的译名，就是“挖掘”的意思。严格地说， 给化石下一个肯定确切的定义是不容易的，就是研究古生物的人，也难以提 出准确的答案。一般说来，凡是生物体的全部或一部分，包括它们生活时所 留下的遗迹，经过自然的作用，长期埋藏在地下，后来重新被发掘出来，用 以解释某些现象，都可以看作是“化石”。 形成化石，并且能够很好地保存下来，是要一定条件的。就生物本身而 言，最好具质的硬体，只有硬体才容易形成化石。肌肉等软体，只有在特定 的条件下才能保存为化石。从外界环境来说，最好有掩盖物质把遗体迅速埋 藏起来，以免生物、机械和化学的破坏。一般来说，掩盖物质细腻，沉积环 境平静，又没有其他破坏因素，容易形成精美的化石。现在，在我国山东临 胸的硅藻土里，德国索伦霍芬的石灰岩里，还有世界上其他许多地方，都发 现大量罕见的完整化石，原因就是那些地方有着形成化石的良好条件。 为了研究和使用方便，通常把化石归纳为三类最常见的是实体化石， 代表生物的遗体或其中的一部分；第二类是遗迹化石，它是指古代生物生活 时所留下的活动痕迹，如高等动物留下的脚印，低等动物移动时的痕迹，某 些动物栖身的孔道和洞穴，以及动物的粪便、蛋、珍珠、胃石等等，甚至还 包括古人类使用过的石器和骨器；第三类，即化学化石，也就是说古代生物 的遗体有一些因腐烂而消失，但是仍然有残留着的有机物分子，被保存在化 石中或掺入沉积岩中，所以有的人也称这类化石为分子化石。应该指出，在 地球历史的早期，实体化石极其稀少的情况下，化学化石为追溯生命起源， 了解生物在分子进化阶段的过程起了相当大的作用。 如果我们从化石的保存特点着眼，那么化石的分类则是另外三种方式 了。第一种为未经过变化保存的化石，它们大体上是生物遗体的原来状态。 例如，十几万年前在北极地区生活过的猛犸象，现在从冻土里发掘出来的标 本，就好像是刚从大冰箱中取出来似的，不仅筋骨相互联接，就是血肉还是 鲜红的，甚至可以食用。又如我国辽宁抚顺煤田的琥珀，虽然已埋藏达 4 0 0 0 多万年之久，但被包裹在松脂里的蚂蚁，仍然同活着的差不多。不过，这种 未经过变化保存的化石是不多的。 第二种为经过变化保存的化石。大多数古代生物遗体都是经过变化才形 成化石的。当动植物死亡后，肌肉等软体烂掉了，但是骨骼、介壳和木质部 等硬体被泥沙掩盖起来，然后由溶解在水中的矿物质填充了硬体的微孔，久 而久之，就变成石头了。这种形成化石的过程，称为“化石化作用”。脊椎 动物的骨头，软体动物的贝壳，以及许多植物化石都是这样形成的。 第三种为模铸化石。是指古代生物遗体留在周围岩石上的印模，以及遗 体溶蚀后留下空隙的充填物。模铸化石常见于上面说过的实体化石的围岩和 充填物中。多数遗迹化石（如脚印、孔穴等）都可以模铸的方式保存下来。 总而言之，化石的种类很多，保存的方式也各不相同，它们现在都成了 我们了解远古时代生命的钥匙。 化石一本特殊文字的“史书” 一谈到历史，许多人自然想起存放在图书馆里厚厚的一本本的历史书。 在那些古代史书中，记载着历史上发生过的重大事件，人们从中可以了解各 个朝代政治、经济和社会兴衰更替的过程。殊不知，就在我们人类居住的大 地上自然界中，也蕴藏着一本用特殊文字记载的巨大“史书”，书页就 是地层，文字就是化石。由地层和化石组成的这部巨著，为我们很好地叙述 了地质时期各种古代生物起源、发展、灭亡和相互演替的事实真相。 有关化石知识，已在前面“化石及其形成的方式”中向大家介绍了。研 究化石是古生物学家的事情。关于地层，是指地壳中构成层状的岩石。我们 这里所说的地层，主要是指沉积岩形成的地层，它是由泥和沙等从老到新一 层一层堆积起来，在很长的时间内变为泥岩沙岩而形成的。作为地史学的一 个分支地层学，研究的就是地壳里的各个地层。目前，地史学家、古生 物学家通过对地层积叠顺序和包含在地层中化石的研究，已经从这本被称为 “自然界特殊文字的史书”中，大体上查明了远古时代地球上生物进化的历 史。 如果你有机会乘车或乘船到大自然去旅行，凭窗远眺，一定使你目不暇 接。在远处的山坡、断崖上，几乎都能看到重重叠叠的地层现象。 一般来说，地层形成以后，在正常情况下，总是越下部的地层年代越老， 越上部的地层年代越新。我们把一层又一层的地层比作书页，正是根据地层 的这个特点。不过自然界中的这部史书与普通书不一样，它的第一页在下面， 而不是在上面。但是，情况往往很复杂，已经形成的地层，经受重大的地质 运动以后，常常被褶皱倒转。地层不再是原来正常的水平状态，而是直立， 甚至下面的老地层被翻到上部来了。然而，这也没有关系，经古生物学家的 研究，根据不同地质时期里包含不同化石的特点，他们会把颠倒了的地层整 理清楚，理顺它们之间的关系。就像是一本书前后页被颠倒了，按照页码依 着顺序再恢复原样。 假如我们能把世界上所有的地层，按照新老时代顺序堆积在一个地方， 就会形成一个巨大的岩柱。此时，你会发现，构成这个岩柱的岩石会随着包 含其中化石的不同而呈现出渐次的改变，有时还会遇到断裂变化，就好像把 一本历史书按照不同历史时期分了若干章节一样。科学家们就是利用化石在 地球历史上的这些突然改变，把漫长的地质时代划分为大小不同时期的。 常用的地质时期是“纪”，“纪”下面再分“世”。由几个“纪”合并 为更长的时期，这就是所谓的“代”。把地质时代划分开来，并冠于不同的 名称，如新生代，第三纪，古新世，也就是这样得名的。应该说，有了地质 分期，自然界里由化石这种特殊文字印刻在地层里的“史书”，“阅读”起 来就方便多了。 然而，仅凭化石并不能告诉我们地质时代的具体年龄，化石只能说明各 地质时期的新老关系，所谓新老仅是相对的。因此，利用化石判断出来的地 质时期，只能称为“相对年代”。 那么，我们说某个地质时期，是在几亿年前或几千万年前，这是怎么知 道的呢原来，这是由岩石和矿物中某些放射性元素（如铀）含量，和它们 的放射性蜕变产物（如铅）含量之间的比例关系计算出来的。这也是一门专 门的学科，名字叫“同位素年代学”。因为只有“同位素年代学”才能测出 地质时代的绝对年龄，所以又称它为“绝对年代学”。 现在，我们已经知道地球历史始于 4 5 亿年前，而最早的生命诞生在大约 3 8 亿年前的原始海洋中，目前居住在地球上的所有生物都是从最早的生命进 化来的。我们说自然界有一本用化石记载的“史书”，指的就是这个意思。 探求恐龙真面貌 恐龙的起源 在三叠纪时期，有各种爬行类动物会跑的、会游泳的、会掘洞的， 甚至还有会飞的爬行类动物（同时也有最初的哺乳动物，那是些细小的像老 鼠似的动物）。在爬行类动物当中，有一些像鳄鱼模样的动物，每只都长着 尾巴和强有力的后肢，科学家称这些动物为槽齿动物。当其他类型的爬行类 动物死光时，它们变得数量众多，它们的后代由它们进化而来的动物 采取了很多种生活方式。这样，它们就发展成各种各样的身形，以适合它 们的生活习惯。有一群槽齿动物开始用它们强壮的后肢行走，在它们背后抬 起长长的尾巴，以保持身体平衡。这些动物变成了最早的恐龙。最早的恐龙 只是些细小机敏的捕猎动物，与它们的祖先并没有什么区别。 槽齿动物同时也发展出鳄类和称为翼龙的飞行爬行类动物，也发展成鸟 类。 随着时间的进展，有些恐龙发展了素食的习惯。这些恐龙进化出更大的 身体，以提供空间给肠胃来容放大量植物，长颈则适应向高处摄食的需要。 它们四脚着地行走，因为它们已不能用两脚取得身体平衡。其他素食恐龙进 化成仍能用双腿走动，但它们的髋部已改变成不同的形状。 恐龙的骨架 在展览恐龙前，科学家一定要弄清楚恐龙的类型，知道它的骨头怎样连 接，关节如何运动，是两脚站立，还是四肢着地。 展览恐龙的工程浩大，将建造一个钢铁的支架，支撑整副恐龙骨骼。若 是那些骨头过于脆弱，不便处理，那就制造一副骨骼的复制品。复制品可以 用熟石膏制成。当然现在已使用更轻的材料，如空心的玻璃纤维。科罗拉多 州丹佛的自然史博物馆就有一只霸王龙的骨骼，长达 1 2 米，它是那么轻，竟 能单肢站立。 如果要展出的恐龙缺少了一些骨头，就以其他相同恐龙的骨头来加以复 制。 复原或仿制一只像恐龙这种早已灭绝了的动物，拼砌出其骨骼只是工作 的起点罢了。科学家的任务，就是要根据能找到的任何线索或证据，将这种 生物完完整整地重现出来。 首先就是在光秃秃的骨头上安肌肉。骨头本身可以提供一些线索，接着， 就用上工程学和建筑学的知识了。科学家需要了解，恐龙要活动身体各个部 位时，需要什么力量，骨头怎样才能起到杠杆和枢轴的作用，测出产生出这 些力量，肌肉应是怎样安排的。 科学家还要了解恐龙的行为习惯与生活方式，以便较准确地复制出恐龙 皮肤下面身体内部的构造。如一只温血的恐龙，它就需要大量能量，心和肺 就应十分大；至于冷血动物，它只需要细小的肺脏就行了。 给恐龙上色需要科学家有丰富的想象力，编出一套配色方法。这时的恐 龙已经可以展出了，当然，最好的效果是再给恐龙创造出一个适合它的生态 环境。 研究恐龙 自 1 8 2 2 年曼特尔发现恐龙牙齿化石起，人们对恐龙的研究，至今已有 1 7 0 多年的历史了。在这样长的时间里，科学家对恐龙的研究热情，可以说 从未有过些许减低。尤其在近 2 0 ～3 0 年中，恐龙更成了学者们竟相讨论的焦 点。 据统计，1 0 0 多年间，有关恐龙的研究论文已累计有 6 0 0 0 多篇 恐龙的研究内容很多。它们的形态和构造特征，生活习性和生活方式、 地史分布和地理分布，起源和演化及绝灭原因要研究，它们的生活环境和尸 骨的埋藏环境也要研究。此外，还要弄清楚它们在动物学分类中的位置。也 就是要弄清楚恐龙到底是不是爬行动物，如不是，那又是什么动物 尽管各路学者使出浑身解数进行探索，且有新技术帮助，然而迄今为止， 上面提到的研究题目，均未得出一个公认的结论。甚至连“恐龙是冷血的爬 行动物”这一本来大家都认可的观点，现在也遭到非议。 似乎恐龙这种动物越研究疑窦越多，而疑窦越多也使研究者越感兴趣， 并且引来更多的研究者。 其实恐龙只是古生物的一种，科学家研究古生物有两大目的，一是为生 物学眼务，一是为地质服务。 从生物学角度看，研究古生物可以使人们了解生物进化的历程，从而更 深入地了解地球历史的真面目。 从为地质服务角度看，古生物可以帮助人们正确地划分地层，进行地层 对比和确定地层时代，为找矿提供重要线索。同时，古生物还是地质学家研 究占地理和古气候的重要依据。 研究古生物本是少数古生物学家的事，但恐龙是个例外。由于它的神奇 性，不仅仅是古生物学家，其他学科的专家，甚至还有艺术家及工程技术专 家，也成了恐龙的研究者，特别是对恐龙绝灭问题的讨论，参与的学者尤其 多，各行各业，非常热闹。不难想象，也许现今的小恐龙迷，在若干年后， 也成了这支研究队伍中的一员哩 为什么我们觉得恐龙那么令人着迷和有趣呢这可能跟我们喜欢讲怪物 和龙的故事的理由相同。我们对那些稀奇古怪和令人惊恐害怕的东西感兴 趣，我们喜欢想象它们会是什么，或可能像什么模样。 自从化石骨头被认出是什么，并创造了恐龙这个名字，至今已 1 5 0 多年 了。这种灭绝了的怪物一直都吸引着人们的想象力和兴趣。小孩子在还未学 会读书写字前，就已会念出这些生物的名字。恐龙的陈列品是各博物馆最受 欢迎的部分。恐龙形象被画成连环画，造成玩具，制成像章，作为广告术语， 烤成曲奇饼，还出现在邮票上面。 从 1 8 5 4 年伦敦海德公园的水晶宫制作塑像起， 已有了很多以恐龙为题的 公园。1 9 0 7 年，德国汉堡的哈根贝克动物园制作了水泥恐龙。最近已发展到 制作原尺寸大小的会动的模型了。 在文学作品中，恐龙一直都是很流行的，从儒勒凡尔纳的地心游记 到最现代的科学幻想小说，如米高克利切敦的侏罗纪公园。恐龙也出 现在电影里， 在银幕上， 它们庞大无比的形象更使人着迷。 1 9 3 3 年拍摄的 金 刚，是最早拍成电影的恐龙经典作品。 恐龙蛋 爬行动物是产卵的，以前人们假设恐龙也这样。不过直到本世纪 2 0 年 代，一支美国探险队到蒙古寻找恐龙化石时，才获得最初的证据。 科学家不只找到了恐龙的遗骨，还找到了它们留下的巢和巢里的蛋。这 些恐龙都是一种小型的角龙原角龙。活着时，它的大小就像一只现代的 羊。它的蛋是鹅卵形的，大约宽 7 . 5 厘米，长 1 5 厘米，多至 3 0 只，以蛋尖 向内，在巢中螺旋状排列。巢位于沙中的一个洼处，因为原角龙生活在一个 多沙的地方。很多雌龙似乎在同一个巢中产卵。很偶然，在其中一个巢中， 找到了一只吃蛋恐龙偷蛋龙的化石骨骼。看来似乎这只动物在偷袭这巢 时，被沙暴压死了。 自那以后，很多其他种类恐龙的蛋相继发现了。最大的恐龙蛋是属于一 种长颈素食恐龙高脊龙的，这些蛋发现于法国。它们并非产在巢内，而是一 对对排成一行，好像是恐龙妈妈在走路时产下的。这些蛋直径约 2 5 厘米，比 鸵鸟蛋大不了多少。不过，成年的恐龙会比一只鸵鸟大很多。事实上，一只 像鸟蛋似的硬壳蛋，没有厚壳来支撑，不可能更大，而厚壳将使幼恐龙难以 破壳而出。这便是恐龙蛋不是很大的原因。 从化石恐龙蛋上人们了解到，恐龙蛋的形态五花八门、形形色色，卵圆、 扁圆、椭圆和橄榄状的都有，少数恐龙蛋长溜溜的，像玉米棒子似的。 蛋的直径一般多在 1 0 ～1 5 厘米之间。 在我国河南西峡县出土的一种恐龙 蛋化石，长直径达 3 0 厘米，短直径 1 2 厘米，这在我国是很罕见的。 在法国发现过长直径 3 0 . 4 8 厘米，短直径 2 5 . 4 厘米的恐龙蛋化石，大小 跟篮球差不多，这是世界上最大的恐龙蛋。 恐龙蛋属羊膜卵，其他爬行动物以及鸡鸭等产的蛋也是羊膜卵。羊膜卵 的外面包有一层既坚固又耐干燥的钙质外壳，壳上有许多小气孔是供胚胎发 育时呼吸空气用的“窗口”。恐龙蛋壳厚 2 ～7 毫米，是世界上最厚的蛋壳。 在蛋壳的里面，含有一个大卵黄，为胚胎供应养料。一个被羊膜包裹的 羊膜囊，其中充满了羊水，胚胎沉浸在羊水中。另外还有一个囊，是存放排 泄物用的。 羊膜卵构造精巧、合理，在陆地上不会干涸、失水，胚胎在里面既安全 又舒适。与青蛙等两栖动物的卵相比，条件不知好多少倍。青蛙的卵非产在 水中不可。一离开水它就不能成活，就是不离开水，成活率也有限。所以青 蛙一次要产很多很多的卵，以提高成活率。 羊膜卵的出现是脊椎动物演化过程中的一个重大的飞跃，是动物生殖方 面的一大进步，为它们在陆地上繁殖后代创造了必需的条件。 世界各地发现的恐龙蛋大约有数千枚之多，但其中绝大多数都弄不清楚 是什么恐龙下的。 还有，到目前为止，发现的化石恐龙蛋都是素食恐龙生的，食肉恐龙的 蛋则没发现。但也有报道说，不久前已在美国找到了跃龙蛋的化石。 恐龙孵蛋 美国科学家发现，恐龙像鸵鸟与鸽子一样，采用坐窝孵蛋的方式孵出后 代，这是古生物研究领域的一项重要发现。这项发现印证了古生物考古学家 一直在猜测但又苦于未能证实的事实，这使人类对恐龙的认识又前进了一大 步。 美国纽约自然历史博物馆的研究人员最近发表报告说，他们与蒙古科学 家组成的考古队在戈壁
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