二月二,龙抬头,恐龙也抬头
我国传统信仰中,相信雨水是由龙王所掌管,二月二被称为龙王抬头之日,雨水逐渐丰沛,百虫也于此初春之际苏醒,故古语有云“二月二,龙抬头,蝎子、蜈蚣都露头。”龙虽然是虚构的生物,但各位知道,许多恐龙的化石被发现时,确实是呈现一种“龙抬头”的死状吗?今天我们就来抽丝剥茧,厘清这种死状可能的原因吧!
为何抬头而不是低头?
这种“龙抬头”的姿态其实有个术语,称为“角弓反张(Opisthotonus)”,呈现这种死状的生物脖子及尾巴后仰,背部反弯而起,极像一张弓。一些脖子长的动物甚至头部可以触及背椎或是腰部。这种死状在恐龙、翼龙等主龙类的化石里常见。但为什么这些生物死后都要“龙抬头”而不是“低下头”呢?生物学家对此运用X光进行了研究。
鸟类是恐龙的后裔,而在现代鸟类中也可以看到这样的死状,但由于鸟类演化至今已经没有大长尾巴,因此相应的姿势呈现在颈部上。2015年,来自加拿大阿尔伯塔省的卡尔加里大学(University of Calgary)的团队买了冷冻的全鸡,并参考似鸵龙(Struthiomimus)的死状,试着移动化冻鸡的颈部并用X光记录下该过程。
X光观察下鸡的尸体,研究发现根据颈部的可动范围,变成角弓反张的姿势是非常容易的 | Russell and Bentley / Journal of Zoology (2015)
他们将鸡的颈部关节根据功能分成前、中、后三个部分,前面连接头颅而后部连接身体,平时在放松状态下呈现S形。他们发现,鸡的尸体颈部在这三部分的连接处,还有颈部与头部连接的位置,有较大的可动性,而其余部分的颈椎能活动的范围则较小。而这些连接处颈椎的活动会让鸡的尸体非常容易就处于抬头的状态,若要让尸体低头则要困难许多。
此外,由于颈部连接头部位置的可动性也非常高,因此也可以很好解释为何许多化石的头部甚至会接触到腰臀部,以及为何许多化石独缺头部。前者是因为有更高的可动性因此容易够到;后者则可能是因为该关节还能自由活动,因此更容易受到水流等外力的拉扯而与身体分离。
似鸵龙标本素描 | Wikimedia Commons
通过鸡的骨骼可动性,我们了解到化石“龙抬头”其实是一个极其自然的过程,因为动物颈部结构关节本身就更倾向于呈现这种姿势。但这样的姿势是死后因为外力拗成这样的,还是恐龙在死之前就出现这样的姿势了呢?
死后僵直还是垂死挣扎?
过去对于这种“龙抬头”的姿势研究,原因的讨论大多集中在死后的环境或是生物因素,而这些都能解释部分化石中观察到的现象。
先说死后的环境因素,最常见的解释包括,水流的搬移会让尸体的关节蜷起,呈现类似于角弓反张的姿势。但这种环境造成的“龙抬头”,有一些特征可以和生物的肌肉僵直等因素相区别。例如观察化石周围岩石的沉积环境,比如颗粒排列、波纹,可以判断当时的水流方向和化石的弯曲方向是否一致,或者观察周遭其他出土的化石是否也有同样的方向性。
最后则可以透过弯曲程度来判断,如果是尸体的生物因素造成,就会发现弯曲程度沿着脊椎较为一致,但若是水流造成,则可见到弯曲程度不连续或是扭曲的现象。
蛇颈龙类的水怪龙(Hydrotherosaurus)因为水流呈现类似角弓反张的状态,可以看出颈部的弯曲程度不一 | Faux and Padian / Paleobiology (2007)
第二种就是真正的角弓反张状态,在排除上述的水流等环境所造成的状态后,这种死状是生物自身的因素所造成。最常见的解释包括死后肌肉僵硬、干燥等造成筋腱和韧带的收缩,因而形成这种形状。明显的角弓反张,除了首尾会反弓蜷曲外,也可以看到四肢关节的收缩。
上述的原因大多着重在死后才产生的影响,但也有研究团队认为这种姿势可能是生前的垂死挣扎所致。例如在缺氧、缺乏必要的营养、环境毒素、病毒感染等原因,破坏了生物的中枢神经系统,导致生物在死前呈现极度扭曲的状态。
在现生生物中不止鸟类有角弓反张的死状,在哺乳动物中也可见到。例如在一些化石点中,也可以发现到哺乳动物呈现这种死状。顺带一提,南唐后主李煜据传被 “牵机药”所毒杀,这种毒药的成分包含番木鳖碱,会破坏人体的中枢神经系统,令服用者“头足相就如牵机状也”,这就是角弓反张的死状。
受病毒感染而产生的角弓反张状态 | 电影《釜山行》
为何哺乳动物和恐龙、翼龙及鸟类等主龙类,亲缘关系相去甚远,却都会出现如此类似的死状呢?研究者推测,是因为这两类生物都有很高的新陈代谢率,因此需要较多的氧气,而当特定的疾病或毒素破坏了中枢神经,造成缺氧等症状时,就会出现类似的死状。
哺乳动物化石成角弓反张状,(A)古兽马(Palaeotherium)、(B)小弓兽(Scarrittia)及(C)成群的小古驼(Stenomylus)化石 | Faux and Padian / Paleobiology (2007)
一个AI
本期“龙抬头”到此结束,请期待下期“龙摆尾”(并不一定有)。
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