中國(guó)古生物學(xué)者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(zhǎng)期懸而未決的馬門溪龍尾錘疑云?；难芯空撸袊?guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所青年學(xué)者邢立達(dá)，尤海魯研究員與自貢恐龍博物館彭光照副館長(zhǎng)、館研究部葉勇主任與舒純康副主任在2009年12月出版的《地質(zhì)學(xué)報(bào)》上撰文描述了該珍貴的標(biāo)本。

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

不過，對(duì)于馬門溪龍尾部末端的構(gòu)造卻一直存在爭(zhēng)議。自貢恐龍博物館彭光照副館長(zhǎng)向記者介紹了該爭(zhēng)議的故事。追溯到1954年，中國(guó)古脊椎學(xué)的締造者，楊鐘健院士在建立馬門溪龍一屬時(shí)，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(gè)尾椎相互愈合、膨大成紡錘狀。這讓人聯(lián)想到，馬門溪龍會(huì)不會(huì)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(gè)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(biāo)本的尾椎序列上，所以尾錘的前后定位也出現(xiàn)爭(zhēng)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？

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(dá)嘗試用新方法來解決這個(gè)爭(zhēng)議，這個(gè)新方法就是有限元分析。有限元法是一種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，隨著電子計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)上用軟件模擬一個(gè)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(jì)五十年代初，它首先應(yīng)用于連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域——飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)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(guó)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(guó)內(nèi)則開展很晚，此次對(duì)馬門溪龍尾錘的研究則是我國(guó)學(xué)者第一次利用該方法來分析恐龍化石。“我們使用了非接觸式機(jī)構(gòu)光三維掃描儀對(duì)化石進(jìn)行掃描，這樣既保護(hù)了化石，又取得了精確的數(shù)據(jù)。”博物館舒純康副主任說。

為此進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)的邢立達(dá)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(duì)尾錘進(jìn)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(zhēng)議。”

邢立達(dá)等人還在對(duì)尾錘的模態(tài)分析中進(jìn)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(zhǎng)的大尾巴，在高速揮動(dòng)之下，這個(gè)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(dòng)比上下擺動(dòng)更加有效，可推斷馬門溪龍利用尾錘攻擊敵人時(shí)，很可能是采用左右扇面擺動(dòng)，并扭動(dòng)一定角度，利用尾錘中段頂部來打擊對(duì)方。

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