在小行星來臨之前，恐龍就已經(jīng)岌岌可危？

一直以來，由于化石記錄的不完整，關(guān)于為什么非鳥類恐龍會(huì)在6600萬年前滅絕的問題，仍然處于懸而未決的狀態(tài)。

目前，導(dǎo)致恐龍滅絕的最被廣泛接受的假設(shè)是：大約6600萬年前，一顆直徑約12千米的小行星撞擊了地球，落在墨西哥的Yucatán半島上，造成了威力比二戰(zhàn)時(shí)期投放在廣島的原子彈還要大上數(shù)十億倍的爆炸。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，我們認(rèn)為多數(shù)生活在美洲大陸的動(dòng)物被即刻殺死。且撞擊還引發(fā)了全球性的海嘯，無數(shù)塵埃被拋入大氣中，使地球籠罩在一片黑暗之中，導(dǎo)致了包括恐龍?jiān)趦?nèi)的大量動(dòng)植物物種的滅絕。

然而，在撞擊之前，恐龍的生存狀況如何呢？其實(shí)，關(guān)于恐龍的數(shù)量是否在這場(chǎng)大災(zāi)難之前就已經(jīng)在減少還存在爭(zhēng)議。在一項(xiàng)新發(fā)表于《自然-通訊》雜志的研究中，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的研究人員發(fā)現(xiàn)：在小行星帶來致命一擊之前的1000萬年間，恐龍的數(shù)量就已經(jīng)在下降。

研究人員將目光聚焦在6科恐龍上，這6科恐龍是在小行星撞擊地球之前的四千萬年里（1500萬-6600萬年前），最豐富和最多樣化的恐龍。在這6科恐龍中，暴龍科、馳龍科（如迅猛龍）和傷齒龍科（類似于鳥類的小型恐龍）為食肉恐龍，而角龍科（如三角龍）、鴨嘴龍科（有著最豐富物種的恐龍科）和甲龍科（如甲龍）則為食草恐龍。它們?nèi)炕畹搅艘孕⌒行堑淖矒魹闃?biāo)志的白堊紀(jì)末期。

為了確定這些恐龍的物種形成率和物種滅絕率，研究人員用了5年的時(shí)間，收集了所有與這些恐龍有關(guān)的已知信息。他們清點(diǎn)了這6科恐龍的大部分已知化石，這些化石代表了大約250個(gè)物種的1600多個(gè)個(gè)體。他們?cè)噲D計(jì)算出在某一特定時(shí)期地球上有多少恐龍科，以及每個(gè)科中有哪些物種。在古生物學(xué)中，每塊化石都有其唯一的編號(hào)，以便追本溯源，這樣就算隨著時(shí)間的推移，科學(xué)家也能通過科學(xué)文獻(xiàn)來追蹤它。然而，要正確地根據(jù)化石對(duì)物種進(jìn)行分類并確定它們的年代是一項(xiàng)非常困難的工作。常常出現(xiàn)一名研究人員給出了一個(gè)年代和物種記錄，另一個(gè)研究人員在重新檢查時(shí)得出不同的分析結(jié)論。在這樣的情況下，研究人員必須自己做出判斷，在面對(duì)存有太多疑惑的化石時(shí)，他們不得不將它從研究中剔除。當(dāng)他們確認(rèn)每個(gè)化石都已經(jīng)被正確分類之后，就會(huì)通過使用貝葉斯模擬法來估計(jì)每個(gè)科隨時(shí)間進(jìn)化的物種數(shù)量。他們追蹤了1.6億年前至6600萬年前消失的物種，并估算了每個(gè)科的物種形成率，以及隨著時(shí)間的推移而滅絕的速率。每一次，他們都將模型運(yùn)行數(shù)百萬次，以考慮所有的可能誤差來源，然后檢查分析的結(jié)果最終是否會(huì)集中在一個(gè)最可能的結(jié)果上。在進(jìn)行估算時(shí)，這些模型綜合考慮了化石記錄在時(shí)間和空間上的不均勻分布，以及在不同物種之間的不均勻保存（由于有些類型的恐龍不像其他類型的恐龍一樣會(huì)變成化石所造成的的）。這些估算結(jié)果是可以改變的，比如當(dāng)更多的化石記錄出現(xiàn)，或新的分析模型出現(xiàn)時(shí)，這些結(jié)果就可能被進(jìn)一步改變。 左圖顯示的是6科恐龍的物種形成率（藍(lán)）和物種滅絕率（紅）的變化情況；右邊顯示的是隨時(shí)間變化的凈分化率。| 圖片來源：Fabien Contamine

研究結(jié)果顯示，在7600萬年前，也就是在小行星撞擊地球前的1000萬年前，所有的恐龍物種數(shù)量出現(xiàn)了突然的下降，而且這種下降是全球性的，很多物種的數(shù)量急劇下降，在被研究的6科恐龍中，只有傷齒龍科的下降幅度較為微小。
是什么導(dǎo)致了這種大幅下降？科學(xué)家認(rèn)為有兩個(gè)主要的可能因素。

第一個(gè)可能的因素是氣候變化?？铸埵且活愔袦貏?dòng)物，這意味著它們既不像鱷魚或蜥蜴那樣的冷血?jiǎng)游?，也不像哺乳?dòng)物或鳥類那樣的恒溫動(dòng)物，它們有著介于爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物之間的一種代謝系統(tǒng)，需要在溫暖的氣候下才能正常地進(jìn)行新陳代謝。然而據(jù)科學(xué)家推測(cè)，當(dāng)時(shí)的地球經(jīng)歷了一段全球性的降溫，溫度降到了約7-8℃，這樣的溫度必然會(huì)對(duì)恐龍產(chǎn)生很大的影響。

另一個(gè)因素是所謂的級(jí)聯(lián)滅絕。研究人員在食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物之間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)交錯(cuò)下降的現(xiàn)象，食草動(dòng)物的下降趨勢(shì)略微發(fā)生在食肉動(dòng)物下降之前，很可能是食草動(dòng)物的減少導(dǎo)致了食肉動(dòng)物的減少。他們還發(fā)現(xiàn)，壽命較長(zhǎng)的恐龍物種更容易滅絕，這可能意味著它們更難以適應(yīng)地球上的新環(huán)境。

一個(gè)事實(shí)是，在恐龍消失之前，哺乳動(dòng)物的物種數(shù)量開始增加。然后在小行星撞擊地球之后，這些后來的物種才得以有機(jī)會(huì)建立我們今天看到的新型生態(tài)系統(tǒng)。這樣的結(jié)果不免讓科學(xué)家想要詢問這樣一個(gè)問題：假如小行星沒有撞擊地球，恐龍會(huì)因?yàn)橐呀?jīng)開始的衰退而滅絕嗎？還是說它們的數(shù)量能自行恢復(fù)？

這是個(gè)難以有答案的問題。這個(gè)世界曾被恐龍主宰了超過1.6億年，當(dāng)它們衰落時(shí)，其他物種開始崛起，成為新的主宰。許多古生物學(xué)家認(rèn)為，假如恐龍能夠存活下來，那么靈長(zhǎng)類動(dòng)物可能就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)在地球上。至于它們能否恢復(fù)數(shù)量，這是一個(gè)取決于不同物種的問題，有的物種可能存活下來，有的則不然。

對(duì)于這個(gè)問題，論文的第一作者Fabien Condamine給出的回答是：由于氣候惡化和植被的重大變化，白堊紀(jì)末期的生態(tài)系統(tǒng)承受了巨大的壓力，小行星的撞擊只是最后的打擊。這樣的情況在物種滅絕的過程中經(jīng)常出現(xiàn)，首先它們處于數(shù)量下降和壓力之下，然后因?yàn)橐粋€(gè)其他事件介入，使一個(gè)無論如何都可能處于滅絕邊緣的群體徹底走向滅亡。

來源：原理

#創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)：

原文：Fabien Condamine（法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心研究研究）

編譯：糖獸

#參考來源：

https://theconversation.com/dinosaurs-were-already-in-decline-before-the-asteroid-wiped-them-out-new-research-163624

http://www.bristol.ac.uk/news/2021/june/dinosaurs-in-decline-.html

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23754-0

#圖片素材來源：

封面圖：Engin Akyurt / Pexels