据目前所知,除南极和澳洲外,世界各地均发现有恐龙蛋化石。但恐龙蛋往往都不与恐龙骨骼化石保留在一起,而且大多支离破碎,比较难发现。1974年以前全世界馆藏的恐龙蛋化石充其量也不过500枚。
恐龙蛋与它们那些稀奇古怪的恐龙身体相比,并无惊人之处,但能在地层中经历1亿年之久,实属不易。不同类型的恐龙所产的卵是不同的,但谁也无法判断恐龙能产什么样的卵,不过就其形状而言,有椭圆形、扁圆形、橄榄形、圆球形,甚至还有玉米棒似的样式。论其个体大小,虽不像鸟蛋那样悬殊太大,其差别也较明显,最大的直径有50厘米,最小的不到10厘米;蛋壳较厚,厚度多在0.5~8毫米之间,是世界上最厚的蛋壳。如此小的蛋却能孵化出硕大的恐龙,显然,这又是一个不解之谜。
西峡恐龙蛋的发现
1974年,首先发现河南西峡恐龙蛋化石的是河南省地质局第12支队的地质工作者。也不知从什么时候起,当地一些农民把它当作“界石”立在田埂地边,错把宝贝当废石;加之当时数量少,没有引起人们的足够重视。直到90年代,随着成千上万枚恐龙蛋的出土,人们知道它的价值,每枚被卖到上千元。这些中国的“石蛋”竟然漂洋过海,流入国际市场。
据专家初步估计,这一蛋化石墓地埋藏的恐龙蛋化石可达万枚以上,比美国蒙大拿州北部采取的500枚蛋化石多得多,而且种类也多。与世界各地蛋化石相比,最明显的特点是,蛋化石埋藏十分集中,每窝巢中少则1枚,多则十几枚或数十枚,最多的竟有59枚,为世界所罕见。排列方式或呈螺旋状分布,或呈放射状排列;难能可贵的是,这里的蛋化石保存相当完整,整个化石墓群基本未遭受大的破坏,除少数蛋壳因受岩层挤压表面略显凹陷外,大部分完整如初,原始状态保存相当完好。
河南西峡盆地恐龙蛋墓地的发现,被称为是古生物学史上的一个重大发现,一些专家甚至把它誉为世界第九大奇迹。据我国著名的古生物学家赵资奎和董枝明两位教授研究确认,这里的恐龙多达12种,其中主要是鸭嘴龙。
据目前所知,我国是世界上恐龙蛋化石最丰富的国家之一,已有14个省区发现了恐龙蛋化石,其中最多的是广东、河南、山东及内蒙古,而且大多数都是原始状态基本保存完好的蛋窝。世界各地的恐龙蛋,大约代表着50个不同的种类,其中有30多种都是在我国发现的。
恐龙蛋变成化石,是因为经过长期的地质作用,原来蛋里的卵黄和卵白在石化过程中被分解或置换掉了。现在我们所看到的仅仅是它们的钙质外壳,有的虽然较完整地保存下来,但蛋壳里被方解石等外来的矿物所充填,已经变成岩石;更多的是由于蛋壳较薄,受外力挤压而成碎块,难于保存,更不易石化,所以多少年来,恐龙骨骼化石在世界各地均有发现,而蛋化石却千载难逢。西峡恐龙蛋墓地的发现,其科学价值可想而知。
北石蛋中的奥秘
恐龙蛋化石发现了,那么,这些化石蛋中还有什么未解之谜吗?当然,人们关注的是能否从中找到恐龙的遗传物质——基因一类的东西。
就目前所知,类似西峡县的化石蛋大都是空壳;这说明小恐龙早出壳了,“人去楼空”,空壳里被填充物替代了。有人曾切开过1枚蛋化石,其结果与预料的一样。
值得庆幸的是,加拿大一位古生物收藏家高顿·瓦克尔,在他的收藏品种中有1枚来自美国南达科达州保存完好蛋化石。这只蛋化石距今已有1亿4000万年,令人惊奇的是蛋内存有“有机残留物”,瓦克尔推断是恐龙的胚胎。为了证实其确切的身份,目前正在作cT扫描和三维图像分析,以此探明恐龙蛋化石所带来的信息。
至于恐龙的遗传物质——DNA的研究,目前主要是从骨骼化石中去寻找,想从那里打开缺口,攻克这一堡垒而饮誉世界。近年来,有科学家宣布,他们已经破译了恐龙的基因片断。这一惊人的发现引起了科学界广泛的争论。人们期待着具里程碑这一天的到来。
恐龙蛋化石的发现与研究,可以揭示许多自然之谜。首先使我们了解史前动物的繁殖的行为,为研究古代地貌,气候、生态学等提供了可靠的信息;其次,借此可以了解恐龙个体之间、个体与群体之间、恐龙与环境之间的关系;第三、可以探讨恐龙演化、绝灭与物种形成等奥秘,同时对人类社会的发展提供了借鉴与佐证。
为何吞进大量的石块
美国古生物学家在新墨西哥州中部的峡谷地区,发掘出一具庞大的地震龙化石,同时发现该龙体内的大量卵石。这条地震龙躯体庞大,其中一根肋骨就差不多有3米长,荐椎(臀部处的脊椎)高约1.5米,估计这条恐龙从头到尾有45米长,是目前世界上发现的最大的恐龙之一,被命名为“霍氏地震龙”。就在发掘该骨架化石的过程中,于它的腹腔位置发现有由26块卵石堆在一起的卵石团,并在胸部靠近脖子的地方,还发现了大量的略微分散的卵石团。这次发掘共发现240块卵石,所有卵石光滑,有些卵石表面还具有蜡状光泽,最大的有袖子那么大,有的有苹果那么大,大多数的大小与李子差不多。
根据这些卵石的大小、保存位置及围岩的地质特征,古生物学家排除了这些卵石来源于围岩本身的可能性,得出的结论令人吃惊:它们是地震龙死亡时胃中所含的胃石。从胃石保存的位置分析,古生物学家推测,地震龙具有与现生鸟类相似的消化系统,这个消化系统主要包括食道、嗉囊、胃砂囊、肠等部分。发现于脖子基部的胃石是嗉囊内的,发现于腰带部位的胃石是砂囊内的。
除此之外,在其他恐龙骨骼的腹腔里也曾发现过胃石,这说明胃石在恐龙中是普遍存在的。胃石具有什么作用呢?
胃石具有磨碎食物、帮助消化的作用。爬行动物的牙齿与哺乳动物的不同,没有形态和功能的分化。哺乳动物有专门研磨食物的臼齿(磨牙),对吃进的食物,特别是植物性食物进行充分的磨碎后,再由胃肠消化吸收。而爬行动物没有磨牙,同种动物的牙齿形态是相同的。爬行动物的牙齿只有咬切作用,一般没有碾磨功能。没有磨碎的食物不易消化,养分难以吸收,特别是像地震龙这样的巨型恐龙,每天要吃掉数量惊人的植物枝叶,怎么才能消化?恐龙在长期的进化过程中,获得了通过胃石去磨碎食物、帮助消化的特性。它们在进食时,同时吃进一些一定大小的石头,并且让这些石头保持在嗉囊和砂囊里。在囊壁发达肌肉的强有力的收缩运动下,石头对食物反复进行挤压、摩擦,最终把食物磨得粉碎。充分研磨后的食物在肠里经过消化分解,营养物质被肠壁吸收,经血液循环送到全身,供细胞利用,残渣形成粪便由泄殖腔孔排出体外。以上这些介绍便使我们能够更好地理解那些脑袋很小、牙齿微弱的蜥脚类恐龙是怎样“加工处理”它们所吞进的大量食物的。
许多恐龙的化石骨架内,都保存有胃石。这说明,恐龙的消化过程与今天鸟类的消化过程非常类似。
繁育后代的方式
恐龙属于爬行动物,现生爬行动物的生殖方式是卵生。所谓卵生,就是母体产生受精卵,卵在外界条件下孵化,胚胎在发育过程中,全靠卵内的卵黄作为营养物质。恐龙是否也是卵生呢?人们以前只能推测是这样,因为谁也没有见过恐龙蛋。后来,在1925年人们第一次在蒙古戈壁滩上发现了原角龙的蛋化石,从此才使人信服恐龙确是卵生动物。这批恐龙蛋与原角龙的骨骼化石埋在一起,同时还在蛋中发现了原角龙的胚胎呢!
我们这里说的恐龙蛋实际上已是它们的化石。蛋里面原有的成分在石化过程中已被分解、置换,填冲了矿物质;我们从外面所看到的仅仅是它们的钙质蛋壳。有的蛋壳完整地保存了下来,有的已破裂成碎片。
恐龙蛋的形状、大小、蛋壳表面的细微结构都是分类的依据。形状从圆形到几乎为圆柱体形,各种形状的都有,大小从几厘米到50多厘米不等。恐龙蛋的表面,有的光滑,有的粗糙。有的恐龙蛋内还有保存很好的胚胎。有的蛋单个散放,有的蛋是成窝的。一窝恐龙蛋少则几枚,多的几十枚。这种窝叫做“蛋巢”。有的蛋巢内有完整的蛋,有的只有破碎的蛋,有的除破碎的蛋壳外,还有孵出的幼龙的骨骼化石,并且在巢外,还发现了该种成年恐龙的骨骼和脚印化石。形形色色的恐龙产出了多种多样的蛋。现在已经发现了兽脚类、原蜥脚类、蜥脚类、角龙类和鸟脚类等多种类别的恐龙所产的蛋。
不同类型的恐龙蛋巢,反映出恐龙繁育后代的复杂的行为习性。1970年和1980年,美国科学家先后在蒙大拿州一处叫做“蛋山”的白垩纪地层中发现了许多的恐龙蛋巢。这些蛋巢是由鸟脚类恐龙中的鸭嘴龙类和棱齿龙类留下的。科学家们对这些蛋巢进行了研究,了解了这些恐龙的繁殖习性,使我们能够描绘出白垩纪时蛋山上的情景。
在恐龙繁殖的季节,成群的成年鸭嘴龙和棱齿龙便来到这里,“选夫择妻”、“谈情说爱”,经过交配后,“夫妻”双方便忙着筑巢产卵。它们在地势较高而且向阳的地方,寻找松软的土地,用带爪的前肢在地上掘出一个圆形的坑来,扒出的泥土垒在坑的周围,使坑的边缘隆起,高出地面,其形状就像一个火山口,可以防止雨水流进窝里。坑的大小以将要产在其中的蛋的数量相一致,以鸭嘴龙为例,每窝要容纳20多个蛋。挖好坑后,再加填上一些松土,巢就算筑成了。接下来,恐龙“妈妈”蹲在巢上向巢内产卵,产下的蛋钝端在上,尖端向下,呈放射状斜插在松软的泥土里,每产一个蛋就要稍微转动一下位置。产完后,再用一层薄上或植物叶片把蛋盖起。然后,这些将要做父母的恐龙便轮流守候在窝旁,提防敌害的掠食,直到孵出幼龙来。
棱齿龙的幼龙出壳时,四肢关节已经发育得比较好了,可以在父母的带领下,到窝外活动。可鸭嘴龙的幼仔孵化出来时,肢体关节发育还不充分,不能支撑其身体自由活动,必须继续留在窝内、由父母养育照料。这时的父母可辛苦了,每天都要轮换着去找回大量的食物。它们先将食物嚼碎吞下肚里,回头再把半消化的食物吐出来,喂养它们的小宝宝。同时,还要随时提防肉食性恐龙对幼龙和自身的伤害。直到幼龙能够跟随父母自由活动,它们才举家离开蛋山,四处觅食。由于这类鸭嘴龙具有特别的养育幼龙的本领,所以,人们给它们取名叫做“慈母龙”。
恐龙在筑巢产卵后,是否有像鸟类一样的孵卵行为?这个问题现在已经得到了肯定的回答。美国纽约自然历史博物馆的研究人员与蒙古科学家组成的联合考察队自1990年以来,一直在戈壁沙漠从事野外发掘,它们在一处名叫乌哈一托尔戈特的地方发现了一处保存异常完好的恐龙化石。这是生活在七千万年前的一种食肉恐龙的化石。化石清楚地显示出恐龙死前正在孵卵:它的后肢叉开蹲在窝上,窝内有十五枚恐龙蛋,它的前肢微微弯曲,前瓜分开并伸向后方,好像在护着自己的卵。这个情景,与今天的鸵鸟和鸽子、母鸡孵蛋的方式并无两样。从化石上看,这条恐龙很像鸵鸟,只是它的尾巴较长而脖子更短。原来,恐龙的孵卵、育幼的行为与鸟类相似,还是很复杂的呢。