恐龙的屁眼长啥样?首个“高清无码”图来了

  

  恐龙(鹦鹉嘴龙)和它的“屁眼”(左,复原图)|论文

  作者 | 刘森 辽宁古生物博物馆展览部主任

  叫声震天,食量惊人,帅气的恐龙一出现,必然吸引人全部的目光。然而,看遍各种影视作品和玩具模型,你会突然发现:这些中生代霸主的屁眼,还从没示过人呢!扁的圆的?直的弯的?

  最近,“高清无码”图来了!2021年1月19日,发表在《当代生物学》上的一篇文章,把恐龙屁眼怼到了我们眼前。嗯,是熟悉又陌生的味道。

  吃下去,然后呢?

  近年,随着恐龙化石的大量发现和探测技术提高,我们对恐龙的了解越来越深入。不仅知道它们的身高、体重等外部数据,还知道食物在它们体内的旅程:

  通过牙齿和头骨化石,我们知道它吃哪类食物和怎样进食;通过化石中的胃容物,知道它最后一顿吃了什么;通过粪便化石,了解它们的消化状态。

  但这个过程缺失了一个重要环节,那就是——这些食物被消化成粪便后,怎样排出体外?或者,更俗一点,它的屁眼长啥样?

  因为屁眼是一种柔软组织,相比骨骼比较难保存,也就很少有化石。古生物学家们在这个问题上总是含糊其辞,影视作品也假装它们不会拉屎。

  但问题不会因为逃避而解决,科学家们也是拼了。他们仔细观察了一块来自中国辽宁地区的鹦鹉嘴龙化石,发现上面有一块黑乎乎的地方,

  似乎是恐龙屁眼的印记!

  

  鹦鹉嘴龙,一种生活在白垩纪早期(距今约1.25亿年)小型植食性鸟脚类恐龙,体长约1~2米。|图源见水印

  首次看见恐龙屁眼

  这是一块保存在德国森肯堡博物馆的化石。早在2016年,英国布里斯托大学的雅各布·文瑟尔等人,就借用激光诱导荧光成像技术,通过化石上保存的“黑素体”,复原了这只鹦鹉嘴龙的颜色。

  它的主体颜色呈褐色,腹部和侧面非常明亮,背部则相对深暗。这种体色能起到“反荫蔽”的效果,让鹦鹉嘴龙融入周围的环境,不被掠食者发现。

  而这一次,在对这块化石进行更深入研究的时候,他们发现,在这块鹦鹉嘴龙尾部化石的下方,有一块“黑板状的卵形区域”。肉眼看去像是一堆叠在一起的条带,明显不同于周围皮肤。

  经过技术手段分析,雅各布等人认定,这就是恐龙屁眼,准确点叫泄殖腔,的残余。

  

  被观察的鹦鹉嘴龙化石。下面是它的泄殖腔结构(上图白框部分)|论文图片

  拉屎、撒尿、又生殖

  泄殖腔也叫"共泄腔",它是动物的消化管、输尿管和生殖管最末端汇合处的空腔。听描述,就知道,只有一个孔,就包揽了排粪、撒尿和生殖等所有功能。

  陆生脊椎动物中,大部分爬行动物如蜥蜴、鳄类、鸟类(恐龙的后代),都是泄殖腔结构。所以科学家推测恐龙也有泄殖腔。

  不过,虽然和鸟类的亲缘关系更近,但科学家们发现,恐龙的泄殖腔,和鸟类接近圆形的泄殖腔不同,它更接近于鳄鱼的,呈裂缝状。

  稍有不同的是,恐龙的泄殖腔,结构更独特。比如这头鹦鹉嘴龙,泄殖腔呈“V”形,类似于一对张开的唇,而不是像鳄鱼一样的“I”形裂缝。

  

  不同动物的泄殖腔结构对比(红框为恐龙,建议放大欣赏)。下面是鹦鹉嘴龙泄殖腔复原。|来自论文

  由于这个印痕保存得不完整,研究人员还不清楚,该泄殖腔是像鸟类一样与身体呈水平,还是像鳄鱼一样呈垂直方向。

  但无论如何,这可是世界上发现的唯一一块恐龙泄殖腔化石。科学家们也终于知道恐龙的“屁眼”长啥样了。以后不用“打码”了。

  由于恐龙很可能像大多数鸟和爬行类动物一样,不仅用泄殖腔排泄,也用泄殖腔交配,所以,这也是唯一一块恐龙交配器官的化石。

  研究人员还在这只鹦鹉嘴龙泄殖腔上,发现两个小凸起的残余,推测可能是恐龙的腺体,用于在求偶时释放气味,以吸引异性。现生鳄鱼的泄殖腔就有这样的结构。

  另外,该泄殖腔外部被黑色素覆盖,虽然无法判断这头鹦鹉嘴龙活着时它是什么颜色,但可能和狒狒的红色屁股一样,有明显的视觉展示。同样也是为了吸引异性。

  

  鹦鹉嘴龙求偶想象图。让我闻闻你的屁股。|维基百科

  一个有趣的问题:恐龙放屁吗?

  既然找到了恐龙的“屁眼”,那我们不如再往前一步,一俗到底:恐龙放屁吗?

  像屁这种“虚无缥缈”的气体,当然是别想有化石了。但是根据现有的生物学和化石证据,还是可以揣摩一下这个问题。

  我们知道,屁是氮氢氧等无味气体,和氨、硫化氢、吲哚、粪臭素等刺激性气体(<1%)的混合。包括肠道细菌在体内分解食物时产生的气体,还有进食时吞进去的空气。

  只要进食,并且食物在体内经过一定时间的消化,就会产生屁。通过对恐龙进食的研究,我们可以把恐龙分为不会放屁和可能会放屁两种。

  和鸟类关系较近的近鸟类恐龙,就不会放屁。

  在现生动物中,鸟类是由近鸟类恐龙(鸟翼类、伤齿龙和驰龙类等)演化而来的。由于消化道比较短,食物在体内停留时间有限,鸟类的肠道菌群没时间产生气体,因此绝大多数鸟类都不会放屁。也因此,这些和鸟类关系比较近、身体结构和食性也相近的小型恐龙,很可能也不会放屁。

  另一些恐龙则可能会放屁。

  一个是大型兽脚类恐龙。虽然它们和鸟类同属于兽脚类,但因为进食量比较大,食物在体内停留的时间也长,肠道菌群有足够的时间分解食物产生气体,而且屁的臭味主要来自分解蛋白质时产生的硫化氢,因而这些凶猛的肉食类恐龙,不仅会放屁,还很臭。

  而那些长着长脖子的、体型巨大的蜥脚类恐龙,它们一天要进食十几个小时,被称为“植物收割机”,几乎一刻不停地吃吃吃。由于它们的牙齿缺少咀嚼功能,为了能够消化粗糙的植物,不得不在肠道里豢养大量的菌群,就像一个超级发酵池,不断分解食物产生甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体,达到一定压力之后,将会迎来爆发——噗!可以想象,这个屁是有多么惊天动地。

  至于本文的主角,鹦鹉嘴龙,作为小型植食性恐龙的代表,它们主要以鲜嫩的枝叶为主,并且肠道较短,所以即使会放屁,规模也会小得多。

  关于恐龙,我们还有很多未知,虽然它们曾经统治大地,但已不可逆转地消失在历史长河。我们等着更多化石,来揭开前霸主的秘密。

  参考信息

  1.Vinther, Jakob; Nicholls, Robert;Lautenschlager, Stephen; Pittman, Michael; Kaye, Thomas G.; Rayfield, Emily;Mayr, Gerard; Cuthill, Innes C. (2016). "3D Camouflage in an OrnithischianDinosaur" (PDF). Current Biology. 26 (18): 1–7.doi:10.1016/j.cub.2016.06.065.

  2. Vinther, Jakob; Nicholls, Robert;DianeA.Kelly(2021):Acloacal opening in a non-avian dinosaur . Current Biology.31.

  3.我们终于知道了恐龙的屁眼是什么样子.SME科技故事.2020-10-24.

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