中國古生物學(xué)者揭秘:亞洲第一龍防身撒手锏(圖)

2009-11-30 09:15:15 來源：新浪已瀏覽次

馬門溪龍骨骼復(fù)原圖

馬門溪龍用尾錘攻擊永川龍

    中國古生物學(xué)者宣稱，他們利用有限元分析手段研究了被稱為“亞洲第一龍”的馬門溪龍的尾錘，首次確定了該骨骼的定向，并探討了其功能，從而揭開了長期懸而未決的馬門溪龍尾錘疑云。

    化石的研究者，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所青年學(xué)者邢立達，尤海魯研究員與自貢恐龍博物館彭光照副館長、館研究部葉勇主任與舒純康副主任在下月出版的《地質(zhì)學(xué)報》上撰文描述了該珍貴的標本。

    馬門溪龍被稱為“亞洲第一龍”或“東方巨龍”，一直是中國恐龍界的驕傲。它生活于距今1.3億年前的侏羅紀晚期，體形高大而雄偉，從頭頂?shù)轿布馊L達22米，肩高3.5米，體重至少可達14噸。馬門溪龍的最大特點就是頸部特別長，達9米，是長頸鹿頸長的3倍。

    不過，對于馬門溪龍尾部末端的構(gòu)造卻一直存在爭議。自貢恐龍博物館彭光照副館長向記者介紹了該爭議的故事。追溯到1954年，中國古脊椎學(xué)的締造者，楊鐘健院士在建立馬門溪龍一屬時，由于材料保存較差，并沒有記述該龍尾部的形態(tài)。有趣的是，到了1984年，學(xué)者在自貢大山鋪恐龍遺址中發(fā)現(xiàn)了另一種蜥腳類恐龍，蜀龍的完整尾部。大家驚奇地發(fā)現(xiàn)，蜀龍存在尾錘的構(gòu)造，該尾錘由最末幾個尾椎相互愈合、膨大成紡錘狀。這讓人聯(lián)想到，馬門溪龍會不會也存在類似的構(gòu)造？到了1995年，自貢恐龍博物館在自貢市匯東新區(qū)挖掘出一具保存非常完整的馬門溪龍骨架，而在這具化石的尾巴末端，竟然也存在一個尾錘！不過，馬門溪龍的尾錘明顯不同于蜀龍，是呈冠狀，而非紡錘狀。此外，由于該尾錘并沒有直接連接到該骨骼標本的尾椎序列上，所以尾錘的前后定位也出現(xiàn)爭議；另一種質(zhì)疑的聲音還指出，該尾錘是不是最末端？還是僅僅是臨近尾錘處？

馬門溪龍尾錘的有限元模型

    據(jù)知名恐龍學(xué)者尤海魯研究員介紹，2007年，在自貢恐龍博物館的幫助下，他與邢立達嘗試用新方法來解決這個爭議，這個新方法就是有限元分析。有限元法是一種計算機模擬技術(shù)，隨著電子計算機的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種彈性力學(xué)問題的數(shù)值求解方法，這使人們能夠在計算機上用軟件模擬一個工程問題的發(fā)生過程而無需把東西真的做出來。在上世紀五十年代初，它首先應(yīng)用于連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域——飛機結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中，用以求得結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力、固有頻率以及振型。在國外，在九十年代末就有學(xué)者將此方法應(yīng)用于古生物化石的研究。國內(nèi)則開展很晚，此次對馬門溪龍尾錘的研究則是我國學(xué)者第一次利用該方法來分析恐龍化石?！拔覀兪褂昧朔墙佑|式機構(gòu)光三維掃描儀對化石進行掃描，這樣既保護了化石，又取得了精確的數(shù)據(jù)?！辈┪镳^舒純康副主任說。

    為此進行了大量實驗的邢立達興奮地介紹目前已經(jīng)取得的研究成果：“利用獲得的尾錘三維數(shù)據(jù)，我們使用有限元分析軟件對尾錘進行了模態(tài)分析與載荷工況分析。分析結(jié)果支持尾錘前端為固定端，連接著尾椎序列；后端為自由端，作為尾巴的最末端，這有助于理清尾錘定向的爭議?！?

    邢立達等人還在對尾錘的模態(tài)分析中進一步確定了尾錘最佳擊打部位，應(yīng)該是位于尾錘中段頂部，而該處最大擊打載荷約為450牛頓，這相當(dāng)于46公斤的力。馬門溪龍14噸的體重，7米長的大尾巴，在高速揮動之下，這個尾錘能發(fā)揮出較大的威力！而且，研究還表明，尾錘的左右擺動比上下擺動更加有效，可推斷馬門溪龍利用尾錘攻擊敵人時，很可能是采用左右扇面擺動，并扭動一定角度，利用尾錘中段頂部來打擊對方。

    不過，博物館葉勇主任也推測，從馬門溪龍尾錘連接方式、神經(jīng)孔增大的特征提出，這個尾錘作為防御武器的功能還是有限的，更大的可能是同時作為感覺感官，可以改善神經(jīng)傳導(dǎo)速度，提高對周圍環(huán)境的感知能力。