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恐龍的興衰

2024-10-04科學

中生代的第一個時期三疊紀,出現了第一批大型爬行動物。在這一時期開始時,一場大滅絕已經消滅了以前是地球上最大生命形式的兩棲動物。在三疊紀早期,有兩種不同類別的動物;主龍類和獸孔類。主龍類開始占據主導地位,到三疊紀中期,它們已經前進演化成第一批真正的恐龍,包括始盜龍(Eoraptor)和艾雷拉龍(Herrerasaurus);其他主龍類演化成了第一批翼龍。其他前進演化成可怕的海洋生物,如魚龍。相比之下,獸孔類前進演化一直被壓制,雖然後來演化成了真正的哺乳動物,但大多數都很小。例如 始帶齒獸和中國錐齒獸並不比現在的老鼠大。

三疊紀末發生了一次小滅絕事件,但總的來說,在接下來的侏羅紀時期,恐龍的發展和前進演化仍在繼續。然而,在這一時期,一些恐龍首次開始達到巨大的體型,遠遠大於三疊紀發現的任何恐龍。其中包括腕龍和梁龍等大型蜥腳類動物,以及異特龍和巨龍等獸腳類食肉動物。這些捕食者的出現也導致了第一批裝甲恐龍的首次出現,如甲龍和劍龍。

劍龍化石

到侏羅紀末期,爬行動物統治了陸地、空中和海洋。然而,恐龍、海洋爬行動物和飛行爬行動物真正達到了巔峰時期卻是在白堊紀,一些最著名的物種也出現在此時期。

侏羅紀恐龍時代

白堊紀有如此多不同形式的恐龍、海洋爬行動物和飛行爬行動物,以至於列出它們都超出了像本書的範圍。相反,我們將重點介紹這一時期一些最多產、最知名、最成功的恐龍,以及一些最著名的海洋和飛行爬行動物。

白堊紀恐龍

到晚白堊世馬斯特里赫特時代末期,恐龍、海洋爬行動物和飛行爬行動物比以往任何時候都更廣泛、更多樣、更大、更占主導地位。爬行動物占據了每一個前進演化的生態席位,哺乳動物等其他生物之所以能夠生存,是因為它們太小了,很容易躲避爬行動物。

此外,在一段難以想象的漫長時間裏,爬行動物一直是地球上的主要生命形式。從三疊紀的泥盆紀到晚白堊世的馬斯特里赫特紀,跨越了3.5億年,在這段時間裏,爬行動物統治著地球。從時間的角度來看,晚白堊世的霸王龍比晚侏羅紀的劍龍更接近今天。這也使得有記錄的6000年左右的人類歷史看起來相當微不足道。

到白堊紀晚期,似乎沒有什麽能讓爬行動物成為地球上最強大的生物。然後,突然間所有的恐龍、飛行和海洋爬行動物都消失了。

早期的古生物學家考慮了這種滅絕的各種可能原因,包括缺乏食物、某種形式的廣泛食物中毒、普遍缺乏智力,甚至奇怪的是,「古世界主義」或極度無聊。古生物學家們一直在爭論究竟是什麽導致了爬行動物的滅絕,但越來越多的共識是,這可能不是由於單一事件,而是兩次或兩次以上的環境災難。

第一次可能是由現在印度次大陸的一段火山活動引發的。對化石和沈積物的分析表明,這可能導致了世界氣候的劇烈變化,全球暖化導致極地海洋溫度升高了7℃,並在深水中造成了缺氧條件。這些變化導致了海洋生物的巨大變化,大型海洋爬行動物遭受的痛苦最大。假以時日,它們可能已經恢復,但據信,在不到十萬年的時間裏,又發生了第二次更具災難性的事件。

20世紀80年代的地質研究表明,在白堊紀末和隨後的古近紀開始之間的邊界處,有一層粘土,其中含有高含量的金屬銥,這種金屬在地球上通常很少見,但在小行星上卻很豐富。當這與1990年在墨西哥灣尤卡坦半島發現希克蘇魯伯隕石坑相結合時,這似乎支持了地球當時被一顆非常大的流星或彗星撞擊的理論。

這個隕石坑的直徑超過100英裏,表明撞擊的大小約為9英裏。這種影響的力量幾乎令人無法理解;一些科學家估計,這相當於第二次世界大戰期間投擲在日本的原子彈的1000萬倍。一個巨大的火球將使撞擊數百英裏範圍內的一切蒸發,巨大的海嘯將席卷全球,摧毀沿海棲息地。一些科學家認為,甚至大氣本身也可能已經開始燃燒。

小行星撞擊地球對地球氣候的影響是瞬時的,對某些物種來說是淪陷性的。隨後的一段時間,被稱為撞擊冬季,是由於撞擊產生的顆粒物阻擋了陽光,減少了到達地面的太陽能,大大降低了地球上的光和溫度。

流星撞上了一片富含石油的沈積巖地區,這純粹是運氣不好。如果它影響到另一種巖石或深海,其影響可能就不那麽明顯了。然而,尤卡坦半島的撞擊向大氣中排放了大量富含碳的煙塵(一些估計表明高達15億噸)。有些很快就落回了地球,但高達5億噸可能仍留在高層大氣中,遮擋了太陽並降低了全球溫度。

小行星撞擊地球

光照的缺乏是如此嚴重,以至於依賴光進行光合作用的植物,包括許多被子植物,幾乎立即滅絕。僅在北美,大約60%的植物物種在受影響後的短時間內滅絕。以這些植物為食物來源的生物,包括植食性恐龍,很快就滅絕了。依賴這些植食性恐龍作為食物來源的肉食性恐龍也很快滅絕了。

在海洋中,食物鏈也受到了類似的破壞。光照的減少意味著浮遊生物和以它們為食的生命形式都在減少。這種影響會傳遞到食物鏈的上遊,直到頂級捕食者也無法找到足夠的食物。

在極短的時間內,所有恐龍、翼龍和所有大型海洋爬行動物都滅絕了。爬行動物中有一些幸存者。鱷魚滅絕了大約一半的物種,但其余的可能在淡水湖中幸存下來。一些海龜物種也在這一事件中幸存下來,許多鳥類也是如此,它們是恐龍的直系後代。

白堊紀時期存在的一些鯊魚物種也幸存下來,盡管許多最大的鯊魚物種再次滅絕。總之,地球上大約75%的物種在小行星撞擊後的極短時間內滅絕了。大型爬行動物遭受的最大損失是它們的一個主要弱點:無法維持自己的體溫。爬行動物需要外部熱源來維持新陳代謝。沒有陽光,它們會變得遲鈍,無法進食,甚至無法移動。對大型爬行動物的影響更為明顯。在撞擊冬季,全球氣溫的下降使恐龍突然完全無法狩獵、哺育或照顧幼崽。

據估計,流星撞擊導致全球氣溫下降了30℃。由於太陽被濃密的灰塵和顆粒遮擋,恐龍躺下後再也沒有站起來。

非鳥恐龍大滅絕

這一事件被古生物學家稱為「白堊紀-古近紀滅絕事件」,徹底而劇烈地改變了地球上生命的組成,數億年來基本保持不變的情況將永遠不會再發生。

到目前為止,還沒有人能夠找到晚於6600萬年的恐龍、翼龍或海洋爬行動物化石。恐龍的滅絕是徹底的、全球性的。「可怕蜥蜴」的時代終於徹底結束了。

馬斯特里赫特期是白堊紀和中生代的結束。下一個地質時期,古近紀,標誌著一個新時代的開始,新生代(意味著「新生命」的時代)。新生代的世界看起來確實非常不同。

恐龍滅絕的主要受益者是小型哺乳動物。這些溫血動物更適合在白堊紀後世界的寒冷氣候中生存。它們的食物鏈並沒有像恐龍那樣受到嚴重破壞;他們以蝸牛和昆蟲為食,而蝸牛和昆蟲則以腐爛的植物和蔬菜為食,這些植物和蔬菜並不短缺。新生代也因此被稱為「哺乳動物時代」。

哺乳動物時代

恐龍滅絕後,哺乳動物開始壯大起來,直到它們成為地球上的主要生命形式。在陸地和海洋中,哺乳動物多樣化,占據了每個棲息地和生物群落的生態席位。昆蟲過於多樣化,白堊紀出現的開花植物也是如此。只有在空中,恐龍的直系後代鳥類才得以幸存。當然也有一些爬行動物幸存下來,但它們再也無法達到白堊紀巔峰時期的體型和多樣性。

古近紀氣候開始變冷,這一趨勢一直持續到下一個新近紀,直到現在的第四紀。這導致了漫長的冰河時代,在此期間,大陸基本上位於現在的位置。新近紀見證了許多現代動植物的發展,包括高級靈長類動物的發展,其中包括後來成為人類物種的第一個分支——南方古猿。然而,現代人類社會直到11000多年前的第四紀最後一個時代——全新世才出現。

與爬行動物統治地球的漫長時期相比,人類存在的歷史十分短暫。而且,如果不是白堊紀末強大的爬行動物滅絕,哺乳動物似乎仍然只會是生活在巨型爬行動物陰影下的生物。

白堊紀是一個變化如此劇烈和完整的時期,人類歷史上沒有任何東西可以與之相比。它看到爬行動物繁盛到絕對統治地位,並以大多數物種的徹底滅絕而告終。如果不了解以前的情況,就不可能了解人類在地球上的地位和意義,而且很少有時期像白堊紀那樣關鍵。

白堊紀是迷人的,也是地球歷史上最重要的時期之一。它見證了復雜、多樣和專門的生命形式的發展,這些生命形式開始主宰陸地、海洋和天空。它們都是爬行動物。當流星撞擊尤卡坦半島時,很少有生物能幸存下來。

一些古生物學家推測,如果小行星早到或晚到,可能會發生什麽。在這種情況下,它可能錯過了尤卡坦半島的淺水區和富含沈積物的頁巖,而是可能降落在太平洋或大西洋的深水區。

當然,這將是一個戲劇性的事件,但它可能不會導致撞擊冬季的災難性全球降溫。如果發生了這種情況,恐龍還能活下來嗎?哺乳動物會繼續生長嗎?我們今天可能會有一個人類和恐龍共存的世界嗎?

這是一個有趣的場景,但大多數古生物學家和科學家都認為這是不可能的。到白堊紀末期,地球開始了一個漫長而緩慢的冷卻過程,這不是流星撞擊直接造成的。這一點,以及隨後的冰河時代,對大型爬行動物來說並不友好。

有些人也指出,恐龍、翼龍和海洋爬行動物在漫長的歷史中表現出了驚人的適應和變化能力。如果它們有時間應對一段逐漸冷卻的時期,而不是冬季撞擊的災難性影響,也許它們能夠前進演化?

有些人甚至認為,聰明的恐龍可能已經前進演化;1982年,渥太華加拿大自然博物館的戴爾·羅素發表了一篇論文,提出如果白堊紀晚期沒有發生滅絕,有一天可能會前進演化出一種有智慧的「恐龍」。他推測,傷齒龍是一種大腦異常發達的恐龍,可能已經成為一種新型智慧恐龍的基礎。

恐龍人模型

這是一個發人深省的想法,因為很難想象恐龍會讓人類崛起到目前的主導地位。盡管很多人覺得恐龍的世界很迷人,【侏羅紀公園】及其續集等電影繼續讓觀眾感到興奮,但如果那顆流星早幾分鐘或晚幾分鐘到達,似乎就沒有任何電影或人類可以欣賞它們了。