恐龙大绝灭──繁殖受挫理论及其证据

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翻新时间：2015-12-13

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恐龙大绝灭──繁殖受挫理论及其证据

目前已经在世界上许多地方陆续发现了古老爬行类的蛋化石，尤其是恐龙的蛋化石。按照形态结构，可以把恐龙蛋分为短圆蛋、椭圆蛋和长形蛋等种类。恐龙蛋的大小变化范围很大，蛋壳厚度及其内外部“纹饰”、蛋壳结构及其壳层中的椎状层和柱状层比例变化范围都存在不同的差异。为了深入开展恐龙蛋内部特征的研究，科学家已经采用了很新的技术和多种方法，如扫描电子显微镜、x射线衍射仪、偏光显微镜、CT扫描仪等等。近年来，我国科学家首次采用医疗CT技术对山东莱阳出土的恐龙蛋化石进行了无损伤内部结构特征的研究，发现了山东莱阳的一些恐龙蛋化石具有用其他方法无法观察到的恐龙胚胎。

山东莱阳恐龙蛋化石颜色为灰黑色，外形椭圆，一端较钝，一端较尖，最大长径９８毫米，最大横径７０毫米，最小横径６０毫米。蛋壳表面粗糙，有少量裂纹。发掘过程中，有少量蛋壳脱落，蛋壳表面粘有少量褐红色粉砂质泥岩。蛋壳厚度为２～３毫米。采用GE９８００医疗全身CT扫描机进行横断扫描，可清晰地区分出卵壳、卵蛋白和卵黄的轮廓和位置，还可以观察到一些非常完好的原肠期胚盘。胚盘位于蛋的较突起的一侧，靠近蛋壳的卵蛋白边缘处，长约８０毫米，粗约８毫米。

对这些恐龙蛋的深入研究使研究者相信，恐龙的灭绝与它们的繁殖受挫有关。而繁殖受挫的表现就是大量的恐龙蛋的孵化出现了问题。

依据原生层位中产出的恐龙蛋，有证据表明恐龙有成窝排卵的习性，少则十来枚，多则几十个。这种高产蛋率是以量取胜来保证其正常的孵化数量和维持正常的幼仔存活数量的生态策略，在生态学上叫做r选择策略。

就恐龙自身遗传特征来说，要考虑到种群的单一性。大型素食恐龙大多生活在植被茂盛的水源地附近，繁殖地也不会远离其生活区域，庞大的躯体和对水体的依赖使它们不便于做长距离的迁徙，在相对稳定和有利的环境条件下，它们也没有必要进行远距离的迁徙。这样，久而久之必然导致这样的恐龙种群杂交机会的减少，结果使种群纯化，形成很多地方性属种。这方面可以从古生物学研究找到证据。种群的纯化在某种程度上降低了卵的孵化率。恐龙产蛋时的年龄过小或过大都不利于卵的孵化，身体的健康情况同样对孵化率有影响。

就恐龙蛋本身而言，太重或太轻都不利于孵化。由于蛋的体积与其重量成正比，因此同一恐龙物种过大或过小的蛋都不利于孵化。所以，同种蛋的大小变化范围大的，其孵化率必然低于大小变化范围小的蛋。就短圆蛋和长形蛋而言，短圆蛋大小变化范围比长形蛋的要小，单就这一点来看，长形蛋的孵化率应低于短圆蛋。当然产长形蛋的恐龙可以靠提高产蛋率或改善蛋壳结构等方式来弥补这方面的不足。但是不管是短圆蛋还是长形蛋，蛋形均是影响孵化率的又一因素，过长或过圆的蛋孵化率都不高。从山东莱阳的恐龙蛋来看，似乎或多或少均出现了上述问题。

蛋壳厚度是影响孵化率的又一重要因素。同类蛋的蛋壳厚度一般都有一定的变化范围，如短圆蛋的蛋壳厚度较大，大约为２毫米。但是莱阳发现的短圆蛋中，出土于下部层位的蛋壳厚度大，上部层位的蛋壳厚度明显减小。而长形蛋的平均蛋壳厚度是０．９到２．０毫米，比短圆蛋薄。蛋壳过薄或过厚都不利于孵化。现有资料表明，在地层中随着层位自下而上恐龙蛋蛋壳逐渐变薄的现象不仅见于莱阳，也见于我国其他地区和欧洲。有一些蛋壳薄得不到１毫米，尤其是晚白垩世晚期薄壳蛋更是多见。这样的蛋很难保证正常的孵化。因此，到了晚白垩世晚期恐龙绝灭之时大量的恐龙蛋没有孵化是可以肯定的。

蛋的内部品质对孵化率也有重要影响，大多数爬行动物繁殖上与鸟不同，父母不能主动地用自己的体温来孵卵，而是主要依赖于太阳所提供的热能，其孵化过程还要受到温度和湿度等环境因素的影响。根据原生层位恐龙蛋化石埋藏情况看，当时在恐龙蛋被产出之后，地层一般均接受了连续的沉积而没有见到后期搅动和搬运的痕迹，这样的迹象表明恐龙产蛋后很可能像鳄鱼等爬行动物那样用周围的沙土把蛋覆盖好，保持其免受污染或侵害，然后只能任凭环境的控制使蛋进入孵化阶段。根据对山东莱阳恐龙蛋进行的CT扫描的观察，似乎看不到气室的存在。气室的存在及大小可以表明产蛋时间的长短。没有气室的蛋化石说明这些蛋产下不久就停止了孵化过程而死亡了，然后即进入了变成化石的石化阶段。

所有上述现象均表明，晚白垩世晚期的恐龙在蛋的孵化中发生了严重的问题，因而造成了恐龙繁殖受挫。这些恐龙蛋的研究者据此认为，这种繁殖受挫很可能是恐龙灭绝的根本原因。