恐龙如何交配特征迥异交配姿势复杂多样

2019-06-09 01:56:44 来源: 宜昌信息港

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不同的恐龙具有迥异而又夸张的特征,因而他们的交配姿势也可能多样而复杂。 精彩速览

因为羞怯和缺乏证据,长期以来,科学家都避免谈及恐龙的交配问题。

但研究与恐龙有很近亲缘关系的现生动物,能够提供一些线索,让我们推出恐龙生殖器官可能的解剖结构。

计算机模型则可以测试假定交配姿势的合理性。

撰文 布莱恩 斯维特克(Brian Switek)

翻译 贺一鸣

审校 徐星

踱步于美国芝加哥奥黑尔国际机场时,我看见了一具高耸壮观的恐龙骨骼。起初我以为,这是旅途疲劳头晕产生的蜃景,但当我走近时发现,它并没有消失。立柱般的前肢和强壮的肩膀,共同支撑起长长的脖子,上面顶着一个四四方方的小头骨。恐龙凝视着机场上的Wi-Fi广告横幅,看起来像是在观察远处停机坪里那些刚刚离港和进港的乘客。我停下脚步,开始打量这只史前巨兽——腕龙(Brachiosaurus),它是人类发现的恐龙之一,而这是一件来自芝加哥田野博物馆(Field Museum)的复制品。我也在思量,当这具26米长的巨无霸复活,巨大的骨骼内重新填满器官、肌肉,再覆上皮肤时,会是什么情景?这时,我的大脑突然蹦出一个奇怪的想法:如此庞然大物是怎么交配的呢?

伴随着头晕和倦意,我脑海中在设想着这样一幅场景:在大约1.5亿年前侏罗纪,一片针叶林中,一对多情的腕龙站在一起,等待着对方迈出步。但我还是无法判断,接下来它们可能做什么动作。是雄性骑到雌性身上吗?雌性能支撑得住雄性的重量吗?那条巨大的尾巴不碍事吗?唉,我的飞机已经开始登机了,因此我不得不与这具骨骼告别,但我在飞机上仍思考着恐龙如何交配这个谜题。至今我还在考量这个问题。

恐龙必须通过交配才能繁殖,交配方式应该和现生爬行动物一样,雄性将精子放入雌性体内,使卵子受精,雌性产出的卵将会继续发育,直到小恐龙破壳而出。虽然科学家目前已经在恐龙的生物学方面做了大量研究与推论,但恐龙交配的具体细节仍不为人所知——部分原因是,研究动物的性行为一直都是一种忌讳,而且恐龙用什么方式交配,远远超出了目前的研究水平,科学家难以提出令人信服的假设。不过,先不要丧失希望,因为有大量化石提供了恐龙生长到性成熟阶段的细节,以及它们如何吸引异性的直接线索。同时,对鸟类和鳄类——现存的与恐龙亲缘关系近的生物——的研究,揭示了恐龙外生殖器的可能解剖结构。电脑的模拟分析也可以验证各种交配方式在理论上的可能性。尽管还有许多谜团尚待解开,但科学家还是一点一点在揭开恐龙恋情的神秘面纱。

锁钥原理

生物交配很难通过化石的形式保存下来。目前已知的相关化石记录包括一对4 700万年前的龟类和一对3.2亿年前的鲨鱼,它们都是在交配时被迅速掩埋而变成化石的。很不幸,我们目前还没有发现任何一对死在浪漫拥抱时的恐龙化石。即使有些恐龙化石保存得极其完好,但生殖器官依旧无法识别。

为了搞清这些已灭绝动物的私密部位,科学家不得不从现存的与它们亲缘关系近的动物鸟类与鳄类入手。鸟类可以算是活的恐龙,它们于1.5亿年前从恐龙的一个分支中演化而来,并顽强存活至今。鳄类,一个包含了短吻鳄、长吻鳄和宽吻鳄的群体,是现存与恐龙和现代鸟类关系密切的生物类群。鸟类和鳄类的共同特征也可能出现在恐龙身上。

其中一个在鸟类和鳄类的两性中都存在的性状是,它们都具有泄殖腔(cloaca),这是躯体末端的一个空腔,综合了生殖、排尿和排便的功能。根据这点,我们可以推而广之,恐龙很可能也具有类似器官。因此,一只迷惑龙(Apatosaurus)的生殖器平常可能是看不见的,外观上仅仅只是尾巴下方的一条缝。

大多数雄性鸟类的泄殖腔内没有阴茎,它们通过“泄殖腔亲吻”这种方式将精子挤进雌性泄殖腔口。但有一些雄性鸟类是有阴茎的,有趣的是,这部分鸟类在进化树上的位置位于鸟类的主干部分。根据耶鲁大学的鸟类学家帕特里夏 布伦南(Patricia Brennan)及其团队的理论,这一特征说明,远古时期的鸟类具有阴茎,而其他支系的鸟类在演化过程中失去了这一性状。

就像水禽和其他古老的鸟类支系一样,雄性鳄类也具有阴茎,它们使用相似的方式使雌性受精。因此,几乎可以肯定雄性恐龙会拥有类似器官。如果鳄类和性特征发达的鸟类的私密部位有什么暗示,那就是恐龙的阴茎会是一种单个的、不成对的器官,并至少有一个长通道以便在交配时射出精子。尽管如此,人类目前已发现了1 850多个属种的恐龙,它们生存于2.45亿年前到6 600万年前之间,在漫长的演化中,它们的外生殖器官很可能出现很多变化。

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