根據倫敦大學學院(UCL)和劍橋大學研究人員領導的一項新研究,暴龍(T. rex)那出了名短小的前肢,可能是巨型肉食性恐龍狩獵方式發生重大轉變的結果。

這項發表在《英國皇家學會學報 B》上的研究,檢視了 82 種獸腳亞目恐龍的物種,這是一類主要為兩足肉食性恐龍的群體。科學家們發現,前肢縮短的演化獨立發生在至少五個恐龍譜系中,包括包含暴龍的暴龍科。

該研究認為,這並非單純體型變大所產生的副作用,而是縮短的前肢與演化出巨大、強壯的頭骨和顎骨密切相關。

研究人員發現,前肢較短的恐龍往往擁有特別堅固的頭骨。這種關聯性比短小前肢與整體體型之間的關聯性更強。

研究團隊表示,這可能反映了狩獵策略的重大演化轉變。隨著像蜥腳亞目恐龍這樣的大型植食性恐龍變得越來越普遍,掠食者可能越來越依賴致命的咬合,而非用爪子抓住獵物。

主要作者、UCL 地球科學博士生 Charlie Roger Scherer 表示:「大家都知道暴龍有短小的手臂,但其他巨型獸腳亞目恐龍也演化出了相對較小的前肢。食肉牛龍(Carnotaurus)的前肢小得可笑,比暴龍的還小。」

「我們試圖理解是什麼驅動了這種變化,並發現短小的手臂與大型、強壯的頭部之間存在著密切關係。頭部取代了手臂成為攻擊方式。這是一種『用進廢退』的情況——手臂不再有用,並隨著時間縮小。」

「這些適應性演化經常發生在有巨大獵物的地區。試圖用爪子去拉扯一隻 100 英尺長的蜥腳亞目恐龍並不容易。用顎骨進行攻擊和固定可能更有效。」

Scherer 補充說,證據表明頭骨在手臂開始縮小之前就變得更強壯了。

「雖然我們的研究確定了相關性,但無法確立因果關係,但強壯的頭骨很可能先於較短的前肢出現。反之,這些掠食者在沒有備用方案的情況下放棄其攻擊機制,這在演化上是不合理的。」

為了探究手臂大小與頭骨強度之間的關係,研究人員開發了一種測量頭骨堅固度的新方法。他們的方法考慮了幾個因素,包括咬合力、頭骨形狀以及頭骨骨骼連接的緊密程度。緊湊的頭骨被認為比長而窄的頭骨更堅固。

使用這個系統,暴龍在研究中被評為擁有最堅固的頭骨。緊隨其後的是南方巨獸龍(Tyrannotitan),另一種巨大的獸腳亞目恐龍,牠生活在現在的阿根廷,比暴龍早了 3000 多萬年,屬於早白堊紀時期。

該團隊認為,巨大的獵物可能引發了一場「演化軍備競賽」,掠食者演化出更強壯的顎骨和頭骨,以壓制日益龐大的草食性動物。在許多情況下,這些掠食者本身也變得異常巨大。

多個恐龍類群演化出短小前肢

研究人員比較了前肢長度與頭骨長度,並確定了五個前肢明顯縮短的恐龍類群。這些類群包括暴龍科、阿貝力龍科、鯊齒龍科(包含南方巨獸龍)、斑龍科和角鼻龍科。

他們的分析顯示,短小前肢與頭骨堅固度的關聯性,比與頭骨大小或整體體型大小的關聯性更強。

該研究還強調,並非所有這些掠食者都是巨大的。例如,瑪君龍(Majungasaurus)儘管體重僅約 1.6 噸,約為暴龍的五分之一,卻擁有堅固的頭骨和極小的手臂。這種恐龍約在 7000 萬年前生活在馬達加斯加,仍被認為是頂級掠食者。

科學家們還發現,恐龍類群隨著時間推移,以不同的方式縮短了牠們的前肢。

在阿貝力龍科中,手部和肘部以下的手臂部分變得顯著縮小,後期物種如瑪君龍演化出了異常小巧的手。然而,暴龍科則顯示出整個前肢更為均衡的縮減。

研究人員得出結論,不同的恐龍譜系很可能透過不同的演化和發育途徑達到了相同的結果。

這項研究是由倫敦大學學院一個專注於恐龍演化的更廣泛研究小組進行的,他們與自然歷史博物館緊密合作。該小組包括研究員、博士後科學家以及 10 多名研究恐龍和其他脊椎動物(如鱷魚和鳥類)的博士生。