恐龍在滅絕前已經走下坡路了嗎?

2025年09月10日19:30:32 科學 8318

6600萬年前的白堊紀末期,非鳥類恐龍突然滅絕了。按照主流的說法,主要是一顆直徑超過10公里的小行星撞擊地球所致,也就是一個意外。但恐龍滅絕之前的生存狀況究竟如何,卻長期存在爭議。

因為一些研究根據滅絕前一段時間裡的化石記錄發現,恐龍在突然從地球上消失之前,其多樣性早已呈下降態勢,特別是在距今約7200萬年前至6600萬年前的馬斯特里赫特階段後期。這意味著恐龍最終的滅絕,雖然有意外的因素,但或許因為環境長期變化等原因,也有一定的必然性。

恐龍或未長期衰落

最近,一項研究通過重新審視北美地區恐龍化石的情況,為突然「意外」滅絕的說法又增添了新的證據。研究人員結合古氣候、地理和化石等數據,對白堊紀晚期恐龍的生存分布和化石發現的概率等進行了建模分析,認為這一時期恐龍化石記錄的減少,主要是因為多種原因導致的發現率降低了,而恐龍的生存分布情況很可能是相對穩定的,甚至有所增長,一直持續到撞擊事件的發生,即白堊紀-古近紀界線的大滅絕。

雖然化石可以記錄古生物的歷史,但受地質、環境、人為等因素影響,並不是所有生物都可以化石的形式留存至今,更不是每塊化石都能被人類發現,因此,現有的恐龍化石記錄,只是反映其保存潛力的有偏差的取樣,並不能直接說明恐龍整體生存狀況的變化。

恐龍在滅絕前已經走下坡路了嗎? - 天天要聞

最新的證據表明,白堊紀的恐龍王國似乎一片欣欣向榮。視覺中國|圖

而在最新研究中,多個機構的科學家,綜合可能的影響因素,首次對白堊紀晚期北美地區的恐龍及其化石的情況進行估計和比較,其實就證明了目前對恐龍時空分布的觀察數據,受制於人們發現恐龍生存信息的能力。相應地,對晚白堊紀馬斯特里赫特時期恐龍多樣性變化的理解,也很大程度上受到了地質記錄的影響,不一定能反映出真實的恐龍變化趨勢。

這一研究2025年5月發表在《當代生物學》,作為佐證,研究還發現,地質露頭區、現代土地覆蓋等當地的外部因素,的確也會影響恐龍的發現概率,由此使一些研究誤以為恐龍在滅絕前早已開始衰落。

「恐龍是一種適應性極強的物種,能夠在幾乎所有的環境中生存,那麼當它們在氣候變化更艱難的時期都能堅持下來時,又為什麼會突然走向衰落呢?」參與這項研究的布里斯託大學地理科學學院研究人員亞歷山大·法恩斯沃思(alexander farnsworth)告訴南方周末記者,「我們發現,化石化的過程導致了大型化石資料庫中的錯誤信號。」

他解釋,一些科學家認為恐龍在馬斯特里赫特時期已經在減少,這主要是基於化石記錄顯示,恐龍在撞擊前的數量和多樣性呈下降趨勢。然而,他們的研究表明,可能沒有下降。因為目前大量的化石證據來自美國西部,雖然這為恐龍化石的保存提供了巨大的可能性,然而,馬斯特里赫特時期的環境發生了變化,這意味著越來越少的恐龍骨骼形成化石並被保存下來,從化石記錄來看,就像是一種衰退。

但實際上並不是這樣,通過數值模型來觀察恐龍喜歡生活的條件,就表明馬斯特里赫特時期的氣候變化,會使恐龍賴以生存繁衍的環境面積變大而非縮小,「不過,毫無疑問,這仍然是一個很有爭議的領域,預計還會繼續爭論下去。」

假如恐龍沒有滅絕

而此前,也有不少研究得出類似的結論,認為恐龍的多樣性在大滅絕之前,並沒有長期下降。2020年,同時在英國自然歷史博物館和巴斯大學開展研究的約瑟夫·邦索爾(joseph a. bonsor)等人,就在《英國皇家學會開放科學》發表研究,認為恐龍的系統發育分析顯示,其滅絕前並沒有明顯末期衰退的情況,甚至還能產生新的物種。但同時也提醒,因為無法準確反映潛在複雜數據的全貌,相關結果應該謹慎解讀。

在這一點上,最新研究同樣如此。雖然北美地區所報告的該時期恐龍樣本佔比很高,但相關分析主要反映的還是北美地區的情況,從全球範圍看,其他地方的模式,可能有不同之處。

「我認為,在解讀這類研究時,最重要的是要記住,這一時期的數據總是很缺乏的。我們要做的,就是把非常鬆散的數據集拼湊起來,嘗試弄清楚恐龍統治末期發生了什麼。」約瑟夫·邦索爾告訴南方周末記者,從這些研究中可以很明顯地看出來,「數據缺乏造成在區分真正的生物趨勢和取樣偏差方面遇到挑戰。」

在他看來,這類研究之所以能持續出現,並引發社會廣泛關注,主要原因就是,人們太想知道「如果恐龍沒有滅絕會怎樣」,「它們會繼續進化成新的、有趣的形式呢,還是會被其他生命體淘汰,數量減少,然後在數百萬年的時間裡慢慢滅絕?這個答案,我們永遠不會真的知道。但這些研究的啟示,對如何使用數據來模擬這些事情,可以給我們提供一些有價值的見解,但也給了一個警告,那就是,不要從不完整的數據中得出強有力的明確結論。」

至於恐龍滅絕事件,公眾主要應該知道的是,6600萬年前,一顆巨大的小行星突然從墨西哥尤卡坦半島海岸附近的位置撞擊了地球,在全球引發了災難性的海嘯,熔岩從天而降,並開啟了長達數十年的「核冬天」,最終導致包括恐龍、巨型海洋爬行動物等在內的絕大多數動植物物種突然滅絕。「而恐龍在這次撞擊之前的生存狀況到底有多『好』,預計還會被爭論很長一段時間。一些物種當時應該正在蓬勃發展,而另一些物種可能已經在衰落。」

基於在中國的調查,長期在中國科學院古脊椎動物與古人類研究所開展恐龍蛋研究的王強就認為,恐龍滅絕應該是一個漸進式的過程,「隨著地球氣候環境的變化,不同物種對於環境的適應性下降,逐步在地球上消亡,而地球內部發生的一些重大火山噴發或地外因素,可能是加速它們消亡的原因。」

探究恐龍的衰亡史

這一判斷不僅是基於他對中國恐龍蛋分布情況的研究,也是對比國內外多數晚白堊世盆地中恐龍和恐龍蛋化石研究後的結果。因為在2022年,利用在秦嶺東部山陽盆地收集的千餘個恐龍蛋相關樣本,他和一些研究人員分析表明,在白堊紀的最後200萬年,該地恐龍生物多樣性較低,結合中國其他地方和北美的一些相關樣本,他們的研究認為,這種較低的生物多樣性具有一定代表性,支持全球恐龍在最終大滅絕之前長期衰落。相關研究發表在《美國科學院院刊》,與最新基於北美的研究形成鮮明對比。

「基於北美的樣本,有學者認為地質採樣偏差會造成多樣性的認識有誤,的確,在研究古生物時,是有這方面的限制。」王強告訴南方周末記者,在研究生物滅絕事件時,除了要考慮標本數據所反映的生物多樣性變化之外,還需要考慮生物分布的時空關係,因而在研究包括恐龍在內的晚白堊世生物大滅絕事件時,需要更加細緻的物種時空對比,包括物種分布範圍、在地球上的生存時限等,「化石記錄的不完整性,勢必會對結果產生一些影響,因而在研究時需要將多方面的因素綜合考慮。」

「中美兩國在晚白堊世末期,很多恐龍類型較為相似,而多樣性的高低是相對的,在晚白堊世不同時期恐龍的屬種多樣性發生了變化,坎潘期恐龍多樣性相對較高,而到了馬斯特里赫特期則相對較低。中國有多處地點已經有晚白堊世末期的化石證據,相信隨著研究工作的深入,對於恐龍滅絕這一問題會有著更為合理的解釋。」在他看來,地球科學是一門綜合性的學科,只有通過多學科交叉研究,才能更全面地認識人類賴以生存的星球。

而在恐龍滅絕問題的研究中,不同視角的審視,也的確衍生出一些不同的解釋。2023年,布魯塞爾自由大學等機構的研究人員,通過一些沉積證據,模擬還原了導致恐龍滅絕的撞擊連鎖反應,認為硅酸鹽粉塵的作用長期被低估了,實際上,相比硫等物質,這些物質在撞擊後噴射量更大,在大氣中懸浮時間更長,因而對氣候造成的影響也更大,最終陰冷無光的環境造成了食物匱乏和物種滅絕的結果。

但與此同時,仍有不少觀點認為,同一時期位於今天印度的德干火山的噴發,也在恐龍滅絕的過程中扮演著重要的角色,其中,大量二氧化碳、二氧化硫等物質的釋放,分別產生了不同的影響。「雖然這可能會讓一些人感到驚訝,但恐龍滅絕的確切原因至今仍在爭論中。」亞歷山大·法恩斯沃思介紹,儘管有不同的解釋,但按照廣泛接受的理論,撞擊事件引發的氣候迅速變冷,最終導致食物鏈和淡水供應崩潰。即便如此,奇怪的是,如果只看植物化石記錄,甚至都看不到大滅絕的信號。這主要是因為植物,或者更貼切地說,是種子,能夠在寒冷的土層中存活,而一旦氣候恢復,它們就能再次生長,並迅速恢復。

最好的氣候在昨天

這種大滅絕中的生死對比,也更加突顯了恐龍滅絕引申出的歷史追問。王強介紹,「恐龍滅絕是科學家長期關注的一個重大生物事件,關於它的發生原因或機理長期有爭議。」相關研究的核心問題不僅包括恐龍這一類群,也涉及其生存時期的環境等綜合方面的情況,尤其是相關氣候環境變化對人類的啟迪,以及人類應該如何借鑒這些啟示,從而更好地在地球上生存。從地質歷史時期發生的幾次生物大滅絕事件來看,不光要考慮偶發的地外因素,更主要的,還涉及地球的氣候環境因素。

對於這種未知的風險,已有不少研究進行過分析,其中尤為值得關注的就是極端氣候變化的影響。比如有研究分析認為,2.5億年後,隨著全球大陸的重新匯聚,極端氣候可能會導致陸地哺乳動物滅絕。繼恐龍滅絕之後,這給同為哺乳動物的人類也發出了一個警示的信號。

「從地質學上講,智人的存在,只不過一眨眼的功夫,而恐龍存在了至少1.77億年,在地球上最溫暖的一些環境中都活下來了,可以說是偉大的倖存者和適應能力極強的物種。然而,雖然它們作為一個物種倖存了下來,但許多亞種卻沒有,進化必須發揮作用,而幸運的是,許多恐龍的進化過程超過了氣候的變化,這使它們能夠改變、適應,遷離已形成的不適宜生存的環境。」同時參與相關氣候變化滅絕風險研究的亞歷山大·法恩斯沃思分析,雖然恐龍能夠對緩慢的氣候變化做出反應,但6600萬年前由小行星撞擊引發的氣候驟變速度太快,它們就適應不了了,「這對人類來說也是一個警示,因為我們當前氣候變化的速度,至少在幾十萬年里是前所未有的,這是智人從未經歷過的。」

他分析,雖然恐龍和人是完全不同的兩個物種,但是也有一些共同之處。比如,都是地球上居支配地位的頂端物種,能對環境施加影響,而且,因為很多恐龍也是溫血動物,能夠在各種不同的氣候和環境中生存和繁衍,這使得它們與人類在核心身體功能上有很相似的生理溫度上下限,都有能力在相對極端的天氣中生存,也都需要大量宜居區域和資源。因此,相比已經滅絕的恐龍,擁有更多智慧謀略和科技進步的人類,雖然不久的將來,並不會因為高溫而滅絕,但要適應這些變化,也不是毫無成本的輕鬆之舉,特別是對於生活在經濟社會發展更落後地區的人們,生活會變得更加困難。

而除了恐龍滅絕之外,其他物種的滅絕也經常將矛頭指向極端氣候。2024年,牛津大學地球科學系等機構的科學家,利用過去數億年間海洋無脊椎動物的滅絕數據分析後發現,那些熱生態位寬度更窄、地理分布範圍更小、體型更小的物種,相對來說更容易滅絕。相關研究發表在《科學》雜誌,而更關鍵的是,研究還表明,如果氣候變化的幅度足夠大,那麼即便是過去一些被認為不太容易滅絕的物種,最終也會走向滅絕。

「謝天謝地,智人並不屬於這些容易滅絕的類別。」亞歷山大·法恩斯沃思告訴南方周末記者,但要知道,這也是試錯試出來的,畢竟,在智人取得我們這樣的成功之前,人屬的許多其他物種都已經來了又去,「如果在我們的早期進化階段發生了非同尋常的氣候變化事件,也許我們就不會在這裡講述這個故事了。就像其他任何東西一樣,運氣也可以發揮它的作用。可以肯定的是,對我們最有利的氣候,就是那個進化中賴以生存繁衍卻看似『沒什麼意思』的氣候,而不是未經檢驗、未來可能出現的更暖的氣候。」

南方周末記者 王江濤

責編 朱力遠

科學分類資訊推薦

首張嗅覺圖譜問世 或重塑嗅覺形成認知 - 天天要聞

首張嗅覺圖譜問世 或重塑嗅覺形成認知

研究人員以前所未有的細節繪製了小鼠鼻腔中的嗅覺受體分布圖譜。這一成果顛覆了人們對鼻子如何產生嗅覺的認知。△小鼠鼻腔的顯微鏡橫截面圖像,顯示了鼻腔上皮的解剖結構。圖片來源:Datta Lab4月28日發表於《細胞》的一項研究,揭示了感覺神經元上表達的約1100個嗅覺受體是如何在鼻腔內壁上皮組織中受到嚴格調控的空間位置...
心臟為什麼不會得癌症? - 天天要聞

心臟為什麼不會得癌症?

心臟為什麼不會得癌症?心肌細胞會進行有節律的搏動,並在個體出生後停止增殖,因此,心臟沒有再生能力。近日,義大利的里雅斯特大學醫學院Serena Zacchigna團隊完成的體內癌症模型和離體工程心臟組織實驗表明,心肌細胞搏動所產生的機械力負
暴雨、冰雹要來,廣東天氣明起大反轉!珠海接下來…… - 天天要聞

暴雨、冰雹要來,廣東天氣明起大反轉!珠海接下來……

【來源:珠海發布】「五一」假期前兩天, 珠海天氣晴好,大家都去哪裡玩了?不過天氣馬上要反轉再反轉了! 廣東明天好天氣要暫時「下線」,局部有大暴雨、小冰雹;珠海明天午後也將有雷雨+10級大風…… 這場雨會持續多久?假期接下來的天氣會怎樣?趕緊
河北衡水:假日邂逅飛行 低空魅力引遊人 - 天天要聞

河北衡水:假日邂逅飛行 低空魅力引遊人

5月2日,位於河北省衡水市的中國航協衡水航空飛行營地,各類飛行表演和低空飛行器展示吸引市民遊客觀賞。中國桃城第四屆「翱翔中國」全國低空無人飛行器大賽暨第二屆京津冀低空飛行器集采會於5月1日至2日在此舉行。圖為遊客近距離參觀飛行器。
可拍原子運動過程 揭秘地下30米的「國之重器」 - 天天要聞

可拍原子運動過程 揭秘地下30米的「國之重器」

來源:央視新聞客戶端坐落在上海張江的硬X射線自由電子激光裝置是「十三五」國家重大科技基礎設施建設規劃優先啟動項目,也是上海(長三角)國際科技創新中心核心空間載體——張江科學城重大科技基礎設施集群的旗艦裝置,是我國實現2035年建成科技強國戰