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恐龙法医档案:侦破一场亿年前的“尾锤”疑案!

转自:上海科协 2025-10-23 16:22:12

本文看点

OVERVIEW

上一期我们讲了一桩发生在1.6亿年前的悬案

——和平永川龙肩胛骨骨折事件。

那么谁是真凶?

它是否有足够的力量伤害那位顶级掠食者?

甄别“凶手”

IDENTIFY

首先,研究者将凶器的推断指向某种恐龙的尾锤

什么是尾锤呢?一般指的是某些恐龙在尾巴末端演化出的膨大、加厚、块状或锤状的骨骼结构,像一个锤子一样,可以用于防御或打击捕食者。最著名的例子是甲龙的尾锤。

甲龙类卡通示意图

图源:包图网

接下来,我们看看案发地。

那具和平永川龙化石肩胛骨骨折的化石出土地,位于四川省合川区永川镇的上沙溪庙组。那么与它们生活在同一时期、发现于同一地层的带尾锤的恐龙就有可能是凶手研究者锁定了一种蜥脚类恐龙——合川马门溪龙,它是体型庞大的植食性恐龙,体长约21-22米,它是和平永川龙的潜在猎物。

那我们顺着这个观点向下摸索:马门溪龙的尾巴上长有尾锤吗?

有。1995年,自贡汇东发现了一具保存很完整的大型蜥脚类恐龙化石,这给科研人员带来了新的线索。该标本中保存了接近末端的尾椎,其形态颇为独特:尾椎相互愈合,骨头的外形看上去虽然还挺像普通尾巴的后段,但是有几个特别之处:

马门溪龙尾椎化石

图源:中国古生物化石保护基金会

包裹神经的骨头向两侧鼓了出来,尾巴横着看变宽了不少;骨头中间的神经通道变大了,能通过更粗的神经;而原本竖着往上的骨刺,也叫神经棘,长得更高了。经过详细的研究,2001年,来自自贡恐龙博物馆的研究者将新发现的材料归入合川马门溪龙,同时给它这样的尾巴取了个名字——冠状尾,以区别于正常的尾椎形态。

马门溪龙尾椎化石

图源:参考资料2

假设真的是合川马门溪龙尾锤,那么尾锤是不是能造成这么大的伤害?尾锤的击打力量又有多大?

2009年,中国地质科学院地质研究所与自贡恐龙博物馆合作,在期刊《地质学报》上,发表了一篇名为《合川马门溪龙尾锤的结构、方向与有限元分析》的文章Structure, Orientation and Finite Element Analysis of the Tail Club of Mamenchisaurushochuanensis对自贡发现的马门溪龙末端尾椎进行了分析研究。

研究者通过3D扫描获得三维数据,然后建模,再对它进行一连串的压力测试,看看尾锤在不同使用方式下、被压坏之前最多能承受多大的力量。所以,在模拟中,研究者不断加大尾锤所受的力,直到找到骨头快要撑不住的临界点,就把这个力当作尾锤的极限承载能力。结果显示,该尾锤在高速挥动时具有极大的击打威力,最终估算出450N这个数值。

以不同方案对此尾椎进行压力测试的示意图

图源:参考资料2

这么大的力能使得和平永川龙肩胛骨骨折吗?

在另一具化石上或许能找到证据。这是一块来自脆弱异特龙的受伤的尾椎骨,其上有一处部分愈合的伤口,这与剑龙尾刺的穿刺伤相符。研究认为,剑龙尾刺对目标施加的冲击力为360-510N,也就是说,造成脆弱异特龙被剑龙尾刺损伤的最小冲击力达到360N就够了。

脆弱异特龙尾椎的穿刺伤(箭头所示)

图源:参考资料3

剑龙尾刺与脆弱异特龙尾椎的穿刺伤匹配

图源:参考资料3

所以,能产生450N力量的合川马门溪龙的尾锤也有一锤定音的力量。

“凶案”总结

CONCLUSION

现在,我们回到案发现场,结合上述分析的线索来看:1.和平永川龙肩胛骨高度,处于合川马门溪龙尾锤打击范围;2.伤口愈合,说明是非致命的重击;3.尾锤打击力,与造成伤害相匹配;4.同时代、同地层、捕食者与猎物的潜在关系成立。所以肩胛骨骨折案的最大嫌疑龙便是合川马门溪龙。

合川马门溪龙与和平永川龙的三维重建图

图源:参考资料1

友情提示

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参考资料:

[1] XING L, DONG H, PENG G, et al. A scapular facture inYangchuanosaurushepingensis (Dinosauria: Theropoda)[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(10): 1390-1395.

[2] Lida X, Yong Y E, Chunkang S H U, et al. Structure, orientation and finite element analysis of the tail club of Mamenchisaurushochuanensis[J]. Acta Geologica Sinica‐English Edition, 2009, 83(6): 1031-1040.

[3] Carpenter K, Sanders F, McWhinney L A, et al. Evidence for predator-prey relationships: examples for Allosaurus and Stegosaurus[J]. The carnivorous dinosaurs, 2005: 325-350.

作者:徐芷妤

科学审核:何鑫(上海自然博物馆自然史研究中心 研究员)

策划:董毅

责编:Shoomi

审校:张雪容、徐湮

本文经授权转载自上海自然博物馆(ID:snhm01,如需二次转载请联系原作者。