一項新的研究考察了災難前恐龍的生活條件，這可能有助於科學家更好地理解當代氣候變化的後果。
600萬年前的一天，末日來臨，生命戛然而止，一次小行星撞擊粗暴地合上了恐龍時代的書頁。在恐龍系譜樹上只有鳥類熬過了這一關，恐龍留下的空白生態區位讓鳥類和我們早期的哺乳動物祖先有機會站在生態系統的焦點位置。
那麼，如果災難沒有發生在恐龍身上呢？沒有驚濤駭浪，他們還會默默消亡嗎？
也許不是。一項新的研究稱，恐龍在白堊紀末期大滅絕之前一直充滿活力。這項研究使用了大規模模擬，這是古生物學的一種新方法，其結果為恐龍滅絕前是否已經走上“不可逆轉的衰落之路”這一有爭議的問題帶來了最新的轉折點。
此外，本文採用了劃時代的研究方法，可以幫助我們更好地理解過去的環境動蕩，並提供關於當代氣候變化可能發展得更詳細的細節。
“研究結果不僅提到了恐龍衰落的完整故事，還提供了與以往研究相反的觀點，因此非常重要。我們一直在設計和應用新方法，這很好。這件事有很多方面。古生物學家阿爾菲奧·基亞倫扎(Alfio Chiarenza)表示，他是倫敦帝國理工學院的博士生，也是3月初發表在《自然通訊》上的這項研究的第一作者。
未完成的化石進化史
看迪士尼1940年出版的電影《幻想曲》，大致可以知道古生物學家曾經認為恐龍是如何滅絕的。在影片中，熟悉的物種在鬱鬱蔥蔥的沼澤中茁壯成長，但最終卻被更加險惡的氣候打敗了。該版本在1980年進一步發展，當時沃爾特和路易斯·阿爾瓦雷斯討論說，事情不像恐龍直接穿過沙漠死去那麼簡單。地質和化石證據共同表明，恐龍王朝隨着一次毀滅性的小行星撞擊而終結。
多年後，科學家們在墨西哥海岸發現了確鑿的證據:撞擊造成的隕石坑遺迹。此後，大多數古生物學家一致認為，小行星要為恐龍的滅亡承擔大部分責任。
話說回來，如果小行星沒有撞上地球，會發生什麼？科學家們對此爭論不休。由於化石記錄的不完全性，這個問題很難得到明確的答案。生物的身體必須處於合適的環境條件下，才能被埋葬並與外界隔離足夠長的時間，從而形成化石。所以，從化石中講述生命的歷史，就像你手裡只有殘存手稿的一個片段，卻要從中重建一個史詩情節。稿件紙張破了或者墨水掉色了怎麼辦？
因此，古生物學家在統計古物種數量時，必須考慮化石記錄的樣本偏差。當你看初步的計算結果時，你會發現在白堊紀的最後1700萬年里，北美西部的恐龍物種總數似乎減少了。這張圖顯示恐龍在小行星撞擊地球時瀕臨滅絕。
然而，更接近大滅絕的馬斯特里赫特階段並沒有挖掘出足夠多的化石來提供更詳細的信息。許多研究試圖處理這種樣本偏差。他們的研究發現，在恐龍咽下最後一口氣之前，北美西部的恐龍多樣性保持穩定甚至繼續增加。從這個角度來看，恐龍的日子過得很好，直到發生了意想不到的事情。
這種正在形成的共識在2016年遭受了打擊，當時英國雷丁大學的生物學家坂本發表了一篇論文，聲稱在大滅絕前的幾千萬年里，恐龍物種的消失速度快於新物種的出現。根據這張圖像和全球恐龍系譜樹，一些恐龍家族的鼎盛時期早在小行星結束之前就已經逝去。
坂本的研究不能和其他研究直接比較，因為他的研究有很長的時間尺度。然而，他的論文再次引發了爭論。
大數據看古生物
為了解決大問題，最好有一個大數據庫。在過去的幾十年里，古生物學家一直試圖建立一個龐大的公共數據庫來記錄化石的總數。現在，擁有計算機技能的新一代古生物學家有能力以前所未有的方式劃分古代世界，並在全球範圍內獲得新的見解。
“我們正處於大數據和信息科學時代，對嗎？坂本說:“如果要做這種宏觀的研究和命題，需要以大數據為基礎，所以數據庫很重要。」
如果在你的想象中，基於數據庫的古生物學就像是《侏羅紀公園》和《黑客帝國》的綜合體，那你就大錯特錯了。這是一項瑣碎的工作，需要仔細檢查和重新檢查擁有成千上萬數據的數據庫。
“我們在這種事情上花費了數年時間，構建失敗的模型，執行失敗的測試，日復一日地清理數據。如果我再看到“馬斯特里克”拼錯，我會發瘋的！古生物學家艾瑪·鄧恩(Emma Dunne)說，她是英國伯明翰大學的博士生，利用氣候模型研究恐龍的進化起源。”但是值得。這個超級有意思。」
Chiareza經歷了類似的過程。他只是想研究恐龍，但為了回答他的問題，他不得不學習各種領域，從地球系統模型到最先進的生態學。
對於這項新的研究，他首先將古代地球地形的高分辨率模型與最新的氣候模型結合起來，科學家們也利用這個氣候模型來了解人類對現在氣候的影響。他和他的同事們隨後在這張古老的地圖上畫出了恐龍化石的出土地點，特別關注了三類恐龍:霸王龍、以三角龍為代表的角鼻龍和鴨嘴龍。
研究人員首先用大數據訓練算法，從而在恐龍群體和特定地形、氣候之間建立聯繫。在掌握了這些棲息地模型後，Chiareza的團隊可以將分析範圍擴展到整個北美，並計算出哪些區域理論上適合恐龍生活。他們的模型表明，直到白堊紀結束，北美大部分地區應該仍然適合恐龍生活。
與此同時，研究人員對恐龍化石最有可能在這個區域形成的地方進行了建模和分析。他們模擬了沉積物從新生的落基山脈流入曾經覆蓋北美西半部的海道。隨着白堊紀的結束，海道也縮小了，保存化石所需的沉積物總量也減少了。
根據他們的結果，Chiareza和他的同事們認為，北美西部的恐龍數量顯著下降，不是因為進化機制想切斷恐龍的戲劇，而是因為地質學家太懶了。
這個星球上應該沒有其他生物能像恐龍一樣在我們心中產生如此大的恐懼和敬畏。最早的恐龍出現在約2.45億年前的三疊紀，但在約6600萬年前，大部分恐龍消失了，但一些恐龍物種倖存了下來。
隕石改變了一切
雖然爭論註定會繼續，但Chiareza的研究與其他未能表明恐龍種群數量長期下降的研究站在同一陣線。2018年，博士生Klara Nordén領導的研究發現，從白堊紀晚期食草恐龍的牙齒來看，當時的生態多樣性和以前一樣豐富。
"這與我們從其他證據中了解到的情況相當一致. "她說。
此外，由於基亞雷扎的模型可以模擬恐龍對氣候的反應，他的研究可以讓其他研究人員拆解是什麼殺死了恐龍；科學家可以將一顆模擬的小行星或超級火山扔進模型中，然後觀察對恐龍棲息地的影響。Chiareza現在正在研究這個問題。同樣，研究人員也可以利用這個模型研究過去氣候變化的例子，從而探索棲息地將如何反應，以及正在進行的氣候變化可能帶來什麼後果。
“這種技術非常有價值。它可以為我們了解人為的全球變暖可能迫使我們面對的變化提供基礎。倫敦自然歷史博物館的古生物學家保羅·巴雷特說，他沒有參與這項研究。
英國愛丁堡大學古生物學家史蒂夫·布魯薩特(Steve Brussat)補充道，這項研究明確指出小行星是恐龍滅絕的原因。而且，他還指出，研究指出了如果這場突如其來的災難沒有發生，事情會變成什麼樣。
“這篇論文最感人的地方是，它非常清楚地表明，當時仍然有豐富的潛在生態區域可供恐龍生活，但不幸的是恐龍不在那裡，因為小行星把它們都殺死了。”他說。“你可能會難過地感覺到恐龍是如何生活的。」
