新研究认为巨大的棘龙比先前认知的更像“水中蛟龙”

超过9500万年前，摩洛哥曾经覆盖着广阔的更像河川系统，图中两只埃及棘龙在这片水域中猎捕帆锯鳐（Onchopristis），水中蛟龙一种史前锯鳐。新研 新发现的究认棘龙化石说明这种恐龙的尾部相当适合游泳──这项特征支持棘龙大部分时间都待在水中的假设。 JASON TREAT，为巨 NG STAFF; MESA SCHUMACHER. ART： DAVIDE BONADONNA NIZAR IBRAHIM，比先 UNIVERSITY OF DETROIT MERCY
工作人员挥舞着铁铲与锄头开凿摩洛哥兹里加（Zrigat）发掘现场，新研古生物学家尼札. 伊布拉希姆和同僚们已经在此地发掘出了棘龙骨骸。究认棘龙 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左）一块棘龙的脚骨从摩洛哥挖掘现场的红色砂岩探出头来。 此地出土的恐龙化石属北非曾经发现过最完整的白垩纪兽脚类恐龙。 （右）核心研究团队围绕着一块新发现的棘龙骨头。 顺时钟从左上开始：哈桑二世大学学生阿尤布. 阿马内（Ayoub Amane）;米兰大学学生兼摄影测量专家加百列. 宾德里尼（Gabriele Bindellini）;科学插画家马可. 奥迪托雷（Marco Auditore）;独立古生物学家西蒙纳. 马加努可（Simone Maganuco）;挖掘专家兼驾驶蒙贝雷克. 弗德西（M'barek Fouadassi）;底特律梅西大学古生物学家尼札. 伊布拉希姆;米兰国立自然史博物馆古生物学家克里斯蒂亚诺. 达沙索（Cristiano Dal Sasso）;以及哈桑二世大学古生物学家萨米尔. 祖赫里。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左） 由于研究团队在夏日艳阳下进行长时间发掘，他们将随身物品放在山坡上一颗巨石随日光移动的阴影中，希望能让饮用水尽可能保持清凉。 （右）为了从棘龙发掘现场清掉多余的岩块，伊布拉希姆朝山下扔出一块红色砂岩。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
萨米尔. 祖赫里是卡萨布兰卡哈桑二世大学的古生物学家，他在摩洛哥西迪阿里（Sidi Ali）附近探询更多棘龙时代的化石。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左）团队成员西蒙纳. 马加努可、尼札. 伊布拉希姆与克里斯蒂亚诺. 达沙索一同检视棘龙的一节尾椎。 「研究化石动物对我来说是一种创作，」达沙索说道，他是意大利米兰自然历史博物馆的古生物学家。 「你必须让一只动物从碎片中重生。 」（右） 棘龙的尾椎突出长长的脊骨。 棘龙还在世的时候，这些凸出物增加了它的尾巴表面积并且形塑出尾部似桨的形状。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
古生物学家克里斯蒂亚诺. 达沙索小心翼翼地持着从棘龙尾巴基部数来第四节的尾椎，这是研究团队复原出最完整的椎骨之一。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
斯特莫于1930年代试图重建棘龙的时候，他以其他兽脚类类恐龙来填补细节并且赋予它现在已经过时的站姿。 自2014年起，由尼札. 伊布拉希姆带领的团队论证棘龙是一种半水栖掠食者，而新发现的尾巴强化了这一论述。 JASON TREAT， NG STAFF; MESA SCHUMACHER
（左） 摩洛哥陶乌兹（Taouz），一名化石采集者站在他家门外的卫星天线旁展示他的部分发现。 这些孤骨能让我们窥见棘龙家园，即卡玛卡玛生态系的生物多样性。 （右） 摩洛哥陶乌兹一间民房墙边排着装满化石的糕点纸盒，以供游客、研究人员和潜在买家检视。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
萨米尔. 祖赫里于摩洛哥陶乌兹村民家中检视一根巨大的棘龙牙齿。 活动于这个地区的古生物学家会和当地人建立联系以确保具有科学价值的化石能被送进公共信托机构。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
摩洛哥艾尼夫（Alnif）艾哈迈迪三叶虫中心（Ihmadi Trilobites Center）的店主默罕. 艾哈迈迪（Mohand Ihmadi）正在清理即将出售的棘龙牙齿。 多年以来，艾哈迈迪会将他经手最珍稀的化石保存下来，期盼未来能成立博物馆。 「保存我们的过去很重要，」他说道。 「如果我们将过去丢失，就再也找不回来了。 」PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左） 摩洛哥里萨尼（Rissani）附近塔希里化石博物馆（Tahiri Fossil Museum）外的三角龙雕像，这是发现于北美洲的物种。 摩洛哥虽然有自己的恐龙，它们的知名度却不及美洲远亲。 （右）由一名化石中介经营的塔希里化石博物馆有着从摩洛哥和世界各地搜罗而来的化石。 馆中一半的空间用作礼品店，观光客可以在这里购买切片的恐龙骨头。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
新化石带来新模型：DI.MA. Dino Makers是一间位在意大利福萨尔塔迪皮亚韦的博物馆塑像公司，其员工古宗. 伊昂（Guzun Ion）正在为真实尺寸的棘龙雕像铸造更新版的尾巴。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 编译：石颐珊）：巨大的棘龙比先前认知的更像「水中蛟龙」 ，这种巨型掠食者新发现的尾巴化石延伸了我们对于恐龙生态的认知。
摩洛哥卡萨布兰卡（Casablanca）──我走进哈桑二世大学一条昏暗走廊尽头满布灰尘的房间里，房内放着一组意义非凡的化石——这些骨头提出了关于「埃及棘龙」（Spinosaurus aegyptiacus）的根本问题，而棘龙是人类发现过最古怪的恐龙之一。
这只7吨重的掠食者身长约16公尺，比成年霸王龙（Tyrannosaurus rex）还长，它背上有巨大的帆，长长的吻部则与鳄鱼的双颚相似，口中竖立着圆锥状牙齿。 数十年以来，它庞大身躯的重建模型都以长而窄的尾巴收尾，就像它的众多兽脚类表亲一样。
摆在我面前的红褐色遗骨颠覆了那幅影像。 这些骨头拼凑出目前第一条几乎完整的棘龙尾巴。 这条尾巴之大，需要五张桌子才足以容纳它的长度，且令我惊讶的是，这条附肢长得像一柄巨大而骨感的桨。
4月29日出刊的《自然》（Nature）期刊描述了这条尾巴，它表现出从大型恐龙身上发现过最极端的水栖适应。 这份由摩洛哥出土的化石延伸了我们对棘龙的了解，由此认识地球陆生动物最优势的族群之一如何生活并茁壮。
棘龙的尾椎突出许多接近70公分长的细致支柱，形成桨状尾部。 而将毗邻椎骨相互扣连的骨突到了尾锥后端就几乎消失了，使得尾部尖端能够左右摆动而在水中推进。 这项适应可能有助于它在广阔的河流生态系，即它的家园之中移动——或甚至追逐它可能猎捕的巨型鱼类。
「这基本上是一只试着长出鱼尾的恐龙，」国家地理新兴探险家尼札. 伊布拉希姆（Nizar Ibrahim）说道，他是检视这副化石的研究主持人。
这些骨头的结构──再加上最先进的尾部运动机械模型——为古生物学界一项热议多年的争论增添了崭新且有力的证据：棘龙实际花在游泳的时间有多长，以及由此意味着大型掠食恐龙曾经离适应水栖生活有多近？ 2014年，伊布拉希姆带领的研究人员论证这种掠食者是第一只确知的半水栖恐龙，而他们的假设遭到学界质疑，反对者质疑伊布拉希姆团队研究的化石是否确实为棘龙，或甚至是否来自同一只个体。
早在棘龙的年代，即9500万年前至1亿年前的白垩纪之前，数种爬行动物族群已经演化至生活于海洋环境之中，例如长得像海豚的鱼龙（ichthyosaur）与生着长颈的蛇颈龙（plesiosaur）。 不过这些恐龙时代的海中怪兽位处爬虫类系谱树的其他分支，而像棘龙这样真正的恐龙则长久以来都被视作陆地居民。
现在根据棘龙尾巴的新分析所得证据，学者有诸多理由推论棘龙不仅能在岸边踩水，甚至有能力进行货真价实的水中运动。 4月29日出版的多项发现综合显示巨大的棘龙在水下度过大量时间，且或许像巨型鳄鱼一样狩猎。 「这条尾巴无可非议，」团队成员萨米尔. 祖赫里（Samir Zouhri）说道，他是哈桑二世大学的古生物学家。 「这只恐龙会游泳。 」
其他审阅这篇新研究的科学家也同意这条尾巴平息了部分萦绕不去的争议并且强化了棘龙为半水栖的论述基础。
「这肯定让人有点意外，」马里兰大学古生物学家汤姆. 霍兹（Tom Holtz）说道，他没有参与研究。 「棘龙比我们原先的认知更奇怪。 」
骨头与炸弹
棘龙本身的故事几乎和新发现的这条尾巴一样离奇，这是一趟曲折的历险，从被炸毁的德国博物馆蜿蜒至摩洛哥撒哈拉沙漠中宛如火星地表的砂岩。
这种怪异动物的遗骸在超过一世纪以前第一次浮出时间的深河，这要归功于巴伐利亚贵族古生物学家恩斯特. 斯特莫（Ernst Freiherr Stromer von Reichenbach）。 斯特莫在1910至1914年间组织了一连串埃及远征并且发掘出数十具化石，其中包括他稍后将之命名为埃及棘龙的骨骸。 斯特莫在他出版的第一篇描述中努力试着解释这种生物的解剖构造，猜测它的怪异之处「道出某种特化。 」他想像这种动物像失去平衡的霸王龙一样以后脚站立，它的长背脊上竖立着脊骨。 随后这副化石移至慕尼黑古生物博物馆展览，斯特莫因此出名。
二战期间，盟军的轰炸促使身为纳粹批判者的斯特莫央求博物馆馆长将化石移置安全的地方。 该名纳粹馆长拒绝了，然后1944年的一次轰炸摧毁了化石。 斯特莫的棘龙化石曾经存在的证据只剩下手绘稿、照片与期刊中的描述文章。
在接下来的数十年间，棘龙像是某种神话，从巴西到泰国，一代又一代的古生物学家在世界各地找出更多它的近亲，并且试图厘清他们如何生活。 根据它们的颅骨解剖、牙齿构造与其中一副化石胸腔中保存的鱼鳞看来，这些从四块大陆各地出土的其他棘龙科（spinosaurid）成员几乎都确定吃鱼。
在20世纪早期，古生物学家还在摸索水栖恐龙的概念，其中一个想法包括大型植食性恐龙居住在泻湖中以支撑它们的巨量体重。 然而数十年来的解剖学研究如今显示各种形状与大小的恐龙，甚至连它们之中的巨兽也一样，全都在陆地上成长茁壮。 其他棘龙科恐龙的后肢解剖构造也强力显示它们同样行走于陆地上。
在没有新的棘龙骨骸可供检视的情形下，这个物种似乎注定模糊难解。
失而复得
解谜的机会于数十年后出现在摩洛哥东南部，当地数千名独立矿工遍搜该区域的岩石并且找出横跨地球数亿年历史的化石。 有些采矿人尤其希望找到恐龙化石，所以将他们的精力投注于卡玛卡玛岩层（Kem Kem beds），这是形成于9500万年前至1亿年前之间的砂岩地层，从马拉喀什（Marrakesh）东方320公里处向西南延伸240公里。 这片岩层保存了广阔河川系统的痕迹，轿车大小的鱼类曾经悠游其中。 如果你在某座孤丘侧边看到裸露出的一小块卡玛卡玛岩层红色砂岩，你很可能会找到由当地采矿人以磨利钢筋所挖出的矮至难以站直的隧道入口。
采矿人找到化石以后，他们通常会将这些骨骸卖给一个批发商与出口商网络。 虽然这个化石发掘产业游走在法律与道德的灰色地带，它却为这个地区数以千计的居民提供了生计来源。 由于当地人全年无休地进行发掘，他们几乎无庸置疑地会比每年只挖几周的古生物学家找到更多具有科学价值的标本。
这就是为什么古生物学家必须认识当地采矿人并且频繁向他们询问战利品。 底特律梅西大学助理教授伊布拉希姆，一位德裔与摩洛哥裔混血学者，会在造访摩洛哥时逐村拜访，与村民一起喝杯热腾腾的新鲜薄荷茶，一边以当地阿拉伯语的达里贾方言（Darija）讨论最新发现。
2008年，当时是卡玛卡玛岩层专家的伊布拉希姆来到厄弗（Erfoud）近郊的一座村庄，他在这里遇见一名男子，而科学家稍后才明了此人发现的骨骸可能属于棘龙。 这次相遇或许也是命中注定。 在柏林长大的伊布拉希姆打从少年时期起就已经爱上了棘龙。
伊布拉希姆在米兰自然历史博物馆的研究伙伴通知他意大利还有更多出自同一名采矿人的骨头，并且协助确保这些骨头被送回摩洛哥。 伊布拉希姆、祖赫里和普茨茅斯大学古生物学家大卫. 马提尔（David Martill）于2013年第二度来访此地时终于带领发掘团队抵达这些化石出土的卡玛卡玛岩层露头，然后他们开始发现更多骨头碎片。
伊布拉希姆利用这些新出土的化石、先前发现的骨头以及斯特莫的文章来试图打造新的棘龙重建模型。 他们的成果出版于2014年的《科学》（Science）期刊，文中宣称这些摩洛哥化石可替代在二战轰炸中失去的原初埃及化石。 他们的重建显示这种生物长成以后体长接近16尺，比成年霸王龙还长。
这篇研究也论证棘龙的躯干修长、后肢粗短、头骨形如吃鱼的鳄鱼，且骨壁厚如企鹅与海牛──这些特征都指向某种半水栖生活型态。
古生物学家对这篇研究的反应两极。 有些人持正面态度，被新资料中棘龙厚实的骨壁给说服。 「对我来说，这确实结案了，」琳赛. 札诺（Lindsay Zanno）说道，他是北卡罗莱纳自然科学博物馆古生物学家，没有参与伊布拉希姆的研究团队。 「骨头有记忆，」她补充说明陆栖动物、飞行动物或在水中渡过大半岁月的生物骨骼微结构看起来都不一样。 然而对其他古生物学家而言，2014年呈现的证据并不能让棘龙作为活跃泳者的假设定论。 这些学者认为棘龙可能和其他棘龙科恐龙一样，如灰熊和鹭般涉入浅水中吃鱼。 然而研究者现在可以依据不完整的摩洛哥遗骸确定这种史前掠食者比它的亲族更谙水性，且能快速地游泳追捕水生猎物吗？ 如果确实如此，它又是怎么在水中移动的？
还有其他学者对于摩洛哥化石是否属于棘龙表示怀疑。 虽然新发现的摩洛哥化石显然是棘龙科生物，但是北非的棘龙科物种数量一直是长久以来科学家争论的主题。 这份化石的解剖构造和斯特莫失落的埃及棘龙完全一致吗？ 或者他们其实是相近却不同的亲戚呢？ 「没有人能特别肯定〔北非〕有几个种或属，还有他们在时空中位处何方，」戴夫. 洪恩（Dave Hone）说道，他是伦敦玛丽王后大学的古生物学家，也是棘龙科专家。
2018年9月，伊布拉希姆和同僚们为了平息争论而在国家地理学会的支持下重返摩洛哥发掘地点以寻找更多骨骸。 时间紧迫：他由当地联络人口中得知商业化石采集者已经在邻近山丘挖隧道寻找骨头了。 伊布拉希姆不能冒这个风险，让他相信是世界唯一已知棘龙化石的骨骸消失在收藏家的古玩柜中。
化石富矿
2018年的挖掘从开端就相当严苛。 为了清开数以吨计的砂岩，团队取来这个地区唯一可用的一把电钻。 用了几分钟以后电钻就坏了。 发掘的日子是如此艰辛，好几名团队成员返家后都进了医院。 然而发现化石的应许让他们撑了下去，能让他们暂时忘记工作之痛苦的「能多益」（Nutella）榛果酱点心时间也是另一个功臣。 终于，他们开始接二连三地找到这只动物尾巴留下的一节节椎骨，有时候几节尾椎就散在数分钟与十来公分的时空距离之内。 这座化石宝矿之丰富让团队目眩神迷，他们以地质槌敲打出音乐节奏，配着欧洲合唱团（Europe）的《倒数计时》（The Final Countdown）旋律引吭高歌「又是一节尾椎！ 」
2019年7月，该名该名队伍的再度远征，也因此体验到这处发掘现场的挑战性与化石发现之突然。 当时我们正在开凿一处纹理如培根的岩层露头，而摄氏47度的高温与干燥的风将水分从我体内抽走。 伊布拉希姆在底特律梅西大学的学生们在露头下方呈扇形散开，他们以回收车轮制成的桶子搬运岩块，然后从中筛出骨头，就连最细小的碎片也不放过。
到隔天日落以前，我们已经找到数块棘龙化石，包括脚骨与两节可能组成尾部尖端的精致尾椎。 当这些辛劳的硕果终于摊开在卡萨布兰卡的实验室桌上时，伊布拉希姆与同僚知道他们确实握掌握了了不起的发现。
光是2018年，挖掘团队就找到了超过30块棘龙尾锥骨。 这些尾骨中有部分恰好吻合斯特莫于1934年出版的更加破碎的棘龙科尾椎骨手绘图，这关键的一致性更加支持以下假设：同一个棘龙科物种曾经在白垩纪生活在从摩洛哥到埃及之间的北非地区。 此外，伊布拉希姆和他的团队没有在摩洛哥化石出土地点发现任何重复的骨头──这是个清楚的讯号，显示这些化石属于单一个体，这在卡玛卡玛岩层起伏甚巨的河床上是极其罕见的情形。
为水而生
在握有这种生物几近完整的尾巴的现在，伊布拉希姆和同事们对棘龙作为一名泳者的论述怀抱着前所未有的信心——而且他们已经开始在实验室中测试其主张。
2019年2月，伊布拉希姆和哈佛比较动物学博物馆的古脊椎生物馆长史蒂芬妮. 皮尔斯（Stephanie Pierce）取得联系，询问他是否能够协助测试恐龙的尾巴在水中能产生多少驱动力？ 虽然为动物行动建立数字模型是皮尔斯的专长之一，但是他知道要回答这个问题需要用到真实世界的动力实验。 他和鱼类生物学家同事乔治. 劳德（George Lauder）答应加入研究团队。
这两名哈佛学者加入伊布拉希姆的团队将近六个月以后，我走进劳德的实验室，一间通风设备与过劳电脑的风扇嗡嗡作响的房间。 坐在工作台前的劳德伸手拿取一片橘色塑料片──这是雷射切割出的棘龙尾巴轮廓──然后固定在一根金属棒上。 他接着走过实验室，来到看似精心打造的鱼缸前，将这条尾巴架在一堆悬挂在天花板下方的金属束之中。
这个装置是个叫做「拍尾机」（Flapper）的机器人，它被悬吊进一个劳德可以精准控制水流速度的水槽水面下。 这部机器上拴着灯、相机和传感器，它能够精确地追踪游泳动物或游泳机器人在水中的动作以及它们制造的动能。
我在一旁观看劳德将拍尾机放入水中，然后固定其上的塑料棘龙尾巴模型栩栩如生地开始模仿游泳中的短吻鳄运动。 这条尾巴每拍动一下，就会有一道黑影扫过它——然后资料就流入劳德的电脑。 拍尾机纪录下尾巴制造的动能，而动能反映着尾巴能够多有效地在水中推动棘龙。
皮尔斯和劳德的研究成果也包含在这篇《自然》论文中，他们的结果显示，若将棘龙和非棘龙科的兽脚类腔骨龙（Coelophysis）与异特龙（Allosaurus）相比，棘龙的尾巴在水中传送出的前进推力是前二者的八倍，而且效率是它们的两倍。 这项发现表示巨大的棘龙花费大量时间浸在水中，它可能就像当代的鳄鱼一样逡巡于河流之间，只是尺度放大许多。
这个结论将棘龙与2014年以后描述的其他亲水恐龙分开，其中包括生活方式可能类似鹅或海龟的物种。 劳德愈是谈论长达16米的掠食者身后那把桨，他的眼睛就随着该发现前所未有的性质而愈睁愈大。 「令人难以置信！ 」他说道。
在未来的实验中，皮尔斯与劳德说改良版的拍尾机记录功能将可以测试尾巴的3D模型，或甚至测试更新过的整只棘龙模型，如此一来将能厘清这只恐龙背上180公分高的帆如何影响它游泳。 然而为了达成这个梦想，伊布拉希姆想要竭尽所能地用上每一片他所能找到的骨头，所以他的团队又在2019年盛夏回到沙漠中继续发掘。
在那次远征中我看着他们找到的部分化石很快就能协助测试棘龙的另一项水栖特征：可能有蹼的脚。 现在有了更多化石，研究人员终于能够重建这种恐龙的整只脚，以助于测试棘龙能将脚趾撑得多开。
对伊布拉希姆来说，至关重要的是团队发现的任何化石都要留在摩洛哥，加入哈桑二世大学古生物学家祖赫里在他位于卡萨布兰卡的实验室中看顾的藏品。 这个坚持背后的希望是某一天这些骨骸和研究它们能够目睹摩洛哥成立第一座国立自然史博物馆──并启发北非人民对脚下的失落世界怀抱梦想。
「我想做的是为棘龙建立一个家，」伊布拉希姆说道。 「这会成为非洲古生物学的一个象征、一个标志。 」