Rob DeSalle, David Lindley著《顛覆侏羅紀公園》(寰宇科學,1998)以科學事實為反思前評電影《侏羅紀公園》中涉及到的有關恐龍和恐龍蛋化石成功提取DNA 複制恐龍之不可能。
恐龍真能複活麽?
北卡羅來納州立大學的古生物助理教授瑪麗?施魏策爾宣稱,已經成功從距今7000萬年前的霸王龍腿骨化石中分離出“軟組織”。被分離出的軟組織不僅幾乎是“完好無損的”:仍舊透明和具有肉韌性,而且顯微鏡下看起來像血管和細胞的內部結構仍舊存在同樣,施魏策爾在至少三個其他保存完好的恐龍樣本裏進行同樣的分離實驗。一個8000萬年前的鴨嘴龍、兩個是6500萬年前恐龍。結果她發現這三個恐龍化石中同樣保存著血管、像細胞的結構、類似骨膠原質的柔韌物質。
目前科學家認爲,化石中的有機分子在超過10萬年後就不能保存下來。施魏策爾希望進一步研究,以准確揭示從這些化石骨頭中分離出的軟組織的構成究竟爲何。這些軟組織是由有機細胞構成的話,那麽這些細胞中就仍舊保存有基因信息?施魏策爾表示,如果能從這些物質中提取蛋白質,科學家們可能會獲知恐龍生活的細節。
她在接受電話采訪時說:“我們在實驗室中對這些物質做了大量試驗,看起來很有希望。”但她說,目前不知道科學家們能否從這些物質中確定恐龍的脫氧核糖核酸(DNA)。
中國專家提出三點質疑:
內部DNA很難測定
北京自然博物館的古生物專家王文利告訴記者,目前發現的白堊紀晚期的恐龍化石一般都屬于動物硬體化石。他認爲,像恐龍這樣如此久遠的動物的肌肉、皮膚等只有在特定條件下木乃伊化之後才可能保存下來,在前蘇聯的北極永久凍土帶就曾發現過猛獁象的肌肉組織。王文利表示,即使真的能發現恐龍化石中保存的結締組織、軟骨組織等,這些軟組織也可能在漫長的演化過程中硬化後保持完整的外形,但內部的DNA則很難測定。
恐龍的DNA可能是線粒體DNA
中科院北京基因組研究所DNA信息提取專家鄧亞軍博士告訴記者,目前還不知道美國方面聲稱獲取的恐龍DNA的詳細情況。但根據常識判斷,如果確實有DNA信息被提取出來,其DNA片斷很有可能是線粒體DNA,即細胞質DNA。她介紹說,生物體DNA可以分爲細胞質DNA和細胞核DNA,其中細胞核DNA是生物體遺傳信息的主要載體,而細胞質DNA只負責表達部分遺傳功能。
DNA未必能送來活恐龍
這些片斷能爲我們送來活恐龍嗎?鄧亞軍表示,如果人類真的希望複制恐龍,那麽首要的就是確保獲得完整的恐龍遺傳信息,而做到這一點就非常難。怎麽在保證不受外源污染的情況下,通過一系列如PCR擴增等科學手段得到盡可能多的恐龍細胞核DNA的信息,怎麽修補DNA信息缺失的部分。如果在這一過程中發生任何錯誤,那麽複制恐龍就是一句空話,甚至會導致複制出無法想像的怪物。人類什麽時候能複制出恐龍?鄧亞軍的回答是:“還要幾千年。”
複活恐龍是否幹預自然
一方面是科學家在歡呼找到了複制恐龍的線索,而另一方面,已經有人提出是否同意科學家複制恐龍的問題?對此清華大學自然科學史專家劉兵教授認爲,如果複制恐龍是一種局部可控的實驗室行爲,那麽作爲學術研究無可厚非。但如果期望通過複制恐龍人爲改變自然過程,那麽這種行爲就必須受到制止。他說,複制出的是真恐龍還是某個怪物?複制出的恐龍會在現在的自然環境中出現哪些反應?這些問題都沒有人能回答。他表示,事實上在《侏羅紀公園》原著中,作者已經通過災難性場景的描寫表達出了這種對人類人爲幹預自然進程的深層次擔憂。
我國首先宣稱獲得恐龍DNA
1995年3月14日北京大學生命科學學院宣布,他們成功地從一枚特殊的恐龍蛋化石中獲得了恐龍基因片段。這是人類首次從恐龍蛋化石中獲得恐龍的遺傳物質。在恐龍蛋化石中,居然還存在著6500萬年前就已滅絕的恐龍的活性物質。
這枚蛋化石是1993年,一個化石收藏家在一個偶然的機會收集到的。考古學家認爲,這枚蛋化石中保存了DNA分子。北京大學生命科學學院陳章良教授領頭,利用同位素標記和PCR擴增技術,進一步證實了這枚恐龍蛋化石中確有DNA存在,並成功地擴增出一系列特DNA片斷,通過DNA序列測定,並通過計算機與美國和歐共體基軒數據訓進行比較,獲得了多個基因片斷。
此後,經過專家的進一步論證,認爲這一結論下得過于匆忙。目前學術界的普遍看法是,北大學者的這一實驗在實驗過程中受到了外源性污染。從恐龍蛋化石中提取出有機物的實驗是失敗的。
近日,複活已經滅絕的恐龍又成爲人們討論的焦點。來自加拿大的科學家稱,可以通過重組遠古動物基因,人工合成細胞來實現複活計劃。
“這聽起來好像是不可以思議的。”該研究的主要領導者加拿大多倫多大學華裔進化分子生物學家貝琳達-張說。但是它是牢固地建立在科學之上的。事實上,諾貝爾獎獲得者量子化學家萊納斯-鮑林(Linus Pauling)和埃米爾-朱克坎德(Emile Zuckerkand)在1963年的一篇論文中,他們猜測,應當可以通過比較遠古蛋白質後代的序列來推斷遠古蛋白質的序列。25年後,這種方法得到了應用,遠古蛋白質的研究成爲現實。現在科學家們希望通過人工合成哺乳動物細胞用以再造視網膜紫質,從而實現複活計劃。
科學家開始著手研究恐龍視網膜紫質(它是所有脊椎動物的眼睛黑夜裏感光的色素蛋白質)基因。因爲所有陸地脊椎動物都有視網膜紫質,因此恐龍也有視網膜紫質。目前科學家已經用鱷魚、雞、七鰓鰻等30多種生物的視覺蛋白(視網膜紫質)的基因序列密碼,重新拼湊出了2.4億年前包括恐龍在內古爬行動物共同祖先的視網膜紫質。
假定視網膜紫質被複活,那麽真正複活恐龍就爲時不遠。但是,與此同時根據現存動物的基因重組遠古動物基因的可行性也受到一些科學家的挑戰。持反對意見的科學家認爲,重組出的完整基因與事實上的基因還是存在一定差異的,比如在進化過程中基因突變等因素,但是重組過程則很難排除這些問題
本報訊 (記者 張華念) 美國北卡羅來納州立大學研究人員3月24日宣布:他們已經成功地從霸王龍等3種恐龍的化石中提取了軟組織。這一宣布在古生物界引起了很大爭論,傳統認爲化石中是不可能保存下來恐龍的活性物質的。隨著這一爭論的日益激烈,記者電話連線采訪了該研究主要負責人瑪麗?施魏策爾。施魏策爾教授明確表示,複活恐龍是不可能的事。
關于大衆關心的:如果我們能夠從恐龍軟組織中獲得細胞的基因信息,那麽我們將能夠克隆恐龍。對此觀點,施魏策爾肯定地表示不可能,因爲即便獲得了恐龍的DNA 信息,“複活恐龍”也還存在很多阻礙。
施魏策爾告訴記者,盡管這些東西看起來很像血管和細胞,但目前還沒有通過化學分析確定它們是恐龍的殘余物。“也許它們只是我們先前沒有意識到的一些礦物質的殘余。這還需要進一步的研究。”關于學術界質疑的:如果真是恐龍的軟組織的話,爲什麽能保存這麽久?施魏策爾教授坦誠回答說,她現在還沒有弄清楚這個問題。
施魏策爾透露,她們的研究小組正在致力于分析她們已經提取出來的物質,確定這些物質中是否有恐龍的分子。“我們想確認這些物質的成分以及它們從活物轉化到現在這種狀態所發生的化學變化。”
http://zhidao.baidu.com/question/8123453.html?fr=qrl&fr2=query
廣東成功提取到恐龍基因片斷
2008-04-12日從廣東茂名有關權威部門了解到,當地出土的恐龍蛋化石目前已提取到恐龍DNA,複制恐龍或有希望。
自1994年以來,茂名有關部門先後在當地乙烯生活區、茂東火車站等7處工地,發掘出土恐龍蛋化石13窩6個種屬共100多枚。其中,在茂名乙烯生活區工地出土的一個恐龍蛋化石,由中科院著名恐龍研究專家趙資奎院士拿去鑒定,經北京大學生命科學院幾位專家進行深入的分析、測試,認爲它含有百分之零點五至百分之一的氨基酸,而氨基酸是構成蛋白質的基本單位。這一發現使人們興奮無比。
專家們進而對該恐龍蛋化石進行提取脫氧核糖核酸(DNA)遺傳基因試驗,並成功提取到恐龍基因片斷。
據趙資奎院士透露,前不久美國在恐龍化石裏發現了完好且具彈性的恐龍皮膚,也可能提取出可複制恐龍的DNA。目前,世界上恐龍蛋資源百分之九十都在中國,根據已經提取到的部分恐龍DNA片段,人類或可複活史前的巨無霸恐龍,建立起一個真實的“侏羅紀公園”。
http://tech.enorth.com.cn/system/2008/04/13/003129661.shtml
恐龍會不會再度複活?.
恐龍長達上億年的生存曆史以及它的突然滅絕,不僅吸引著科學家,也吸引著全人類。電影《侏羅紀公園》再現了千千萬萬只恐龍爭強好勝、弱肉強食、生死搏鬥的景觀,人們不禁要問:這種龐然大物會不會再現地球呢?
近年來,世界各地不時傳來古生物學家找到恐龍蛋DNA和恐龍胚胎基因的消息。不久前在我國西峽發現了大量的恐龍蛋化石,使人們的希望和好奇心再次燃起:恐龍能複制嗎?
1995年,北京的一批科學家從一枚西峽恐龍蛋化石中提取到了可能是恐龍基因的片段之後,人們更迫切地想知道基因片段能否使這種神秘動物複活,有人甚至已經開始預言:恐龍就要複活了。
然而,複制恐龍遠非人們想像的那麽簡單。衆所周知,每一種生物都是由千千萬萬種基因夠成,所以,要複制恐龍,起碼要弄清楚恐龍是由幾種基因組成的。
這是很不容易的。自從孟德爾發現基因以來,已經有百余年的曆史,人類尚未完成破譯自身體內的基因,要了解在數千萬年前就已經滅絕的恐龍的基因就更難了。北京科學家找到的只是幾個不完整的基因片段。
有人可能會提出這樣的問題:如果有一天擁有了一只恐龍的全部基因,可不可以複制出恐龍來?科學家認爲,由基因轉換爲生物的每一個器官,如鼻子、眼睛等,要具備複雜的發育條件。有人把生物各器官發育的過程歸結于進化?熏而目前人類對生物體由基因發育成個體的完整過程並不了解?熏因此可以這樣說,複制恐龍只是現代科學幻想,至少在可以預見的未來,這還是天方夜譚。
那麽,恐龍基因片段的發現到底有什麽意義呢?以往人類對古生物的研究主要是形態學方面的,比如通過骨骼化石來推斷它的身體形狀、大小。而從基因入手進而研究有機生命是探索生命起源的基礎。
國外有的科學家曾提出:基因分子經過400年就會完全分解。國外有科學家提供了和中國科學家提取的基因片段相反的證據,如果這些基因片段能證實爲恐龍的話,就會使人類對古生物的研究推進到新的水平。
比如,如果能找到恐龍皮膚的基因,人們就可以知道恐龍是什麽顔色的。如果找到恐龍大腦的基因,就可以通過研究它所包含的遺傳信息了解恐龍大腦的形狀等等。
總之,如果能發現古生物化石的基因片段乃至基因分子,就能爲研究生命的起源、古生物物種的起源與進化,特別是滅絕生物種的原因,提供重要的依據。
http://zhidao.baidu.com/question/35764291.html?fr=qrl&fr2=query
日本希望可以複製長毛象
日本科學家成功複製冷凍老鼠,科學家預測該技術可以保存瀕臨滅絕物種,想像力豐富的人甚至推估可以讓恐龍復活。中研院細胞與個體生物學研究所研究助技師郭紘志說,經過六千多萬年,滅絕恐龍的基因都被分解,目前能從恐龍化石上找到的DNA不完整,恐龍也與當前的生物有極大差異,太難找到合適宿主,複製恐龍暫時只能存活在小說與電影中。
郭紘志表示,活體複製的技術已相當普遍,但要複製死亡生物,困難度很高,因為一般進行複製技術時,須找到符合遺傳與後生遺傳的適當條件,且要「找到完好、未被破壞的細胞」,確保遺傳物質不能損傷。
曾與日本神戶理化學研究所發育生物學研究中心接觸的郭紘志表示,該研究團隊一直希望可以複製長毛象,由日本和西伯利亞的專家組隊,已成功尋獲長毛象遺骸、毛髮與皮膚組織,計畫要從長毛象組織找出完整DNA或仍具活性的長毛象精子,再採行人工授精方式,與現存的亞洲象卵子結合,放置到亞洲象子宮,希望生出混種長毛象。
這項技術也有助於跨國基因轉植研究的交流,以後再也無須搬運大量動物與冷凍胚胎,只要交換「一小片組織」,就能提升各國的複製研究效率。
至於複製恐龍,臺灣幹細胞學會常務理事、陽明大學幹細胞研究中心主任李光申表示,電影《侏羅紀公園》中,科學家從嵌於樹脂化石中的蚊子提取DNA,成功地以卵生複製恐龍,但是目前的技術仍然無法達成,不過,想像的力量可以推動科學研究前進。
李光申說,日人複製冷凍老鼠的技術類似「複製羊桃莉」,都屬於生殖性複製。但因為相較於鼠、羊、貓、狗等生物,靈長類生物都是屬於高等演化的複雜物種,複製技術困難,目前複製靈長類的研究還未能成功。
李光申說,雖然美國奧瑞岡Shoukhrat Mitalipovu研究小組曾經從恆河猴的皮膚細胞取樣,以體細胞核轉移方式,複製出胚胎幹細胞,希望可以應用在人體,並提高體細胞核轉移的成功率,但最後還是沒能成功植入人體,可見其技術的挑戰性,因此,想要「複製一個我」,有野心、有錢的人可能還要先冷凍個幾百年再說。
http://scottwang.pixnet.net/blog/post/22272570
奈米金剛鑽 長毛象滅絕證據【聯合報編譯林沿瑜09.01.03
科學家相信,6500萬年前恐龍因為彗星撞地球造成的大火,以及濃霧遮天的氣溫驟降而滅絕。
2日出刊的美國「科學」(Science)期刊更進一步指出,1萬2900年前消失的長毛象和乳齒象也是因為彗星撞地球而絕種,而關鍵證據就是數十億顆肉眼無法看見的「奈米金剛鑽」。
科學家認為,1萬2900年前,一顆直徑約4000公尺的慧星撞擊了現今北美大陸,導致地殼變動,大火、洪水四處蔓延,草原、森林燃燒殆盡,天空出現了濃濃的黑色霧團。
此時,北美東北部勞倫泰德冰河的部分地區開始融化,融化後的河水則向南流到了現在的密西西比州、進入墨西哥灣,這又進一步引起了大西洋洋流的變化。
地球環境的急遽變化揭開了此後1300年的「新仙女木」冰河期(Younger Dryas),當時有多達35種哺乳類動物不是立即消失,就是因為數目驟減,而在人類獵捕後滅絕,其中包括長毛象、乳齒象、美洲駱駝、短面熊、巨水獺、恐狼、古美洲獅。
除了哺乳類動物之外,當時建立克洛維斯(Clovis)文化的古印地安土著人數大減,其建立的文化也因此中斷。
其實,發表這篇論文的奧勒岡大學教授肯尼特早在去年就表示,他們已經在北美洲的10個考古地點發現了「黑土層」,而且利用「碳14年代測定法」得知形成於1萬2900年前。
由於「黑色層」中含有地球少見的銥元素、碳粒子,以及含有氦-3的富勒烯(Fullerene),凡此都呈現出受到外太空影響的特徵。
不過更令科學家振奮的是,他們又在「黑土層」的底部發現了數十億顆連電子顯微鏡都很難看到的「奈米金剛鑽」。
因為「奈米金剛鑽」只在極高溫、高壓的環境下形成,更加證實了「新仙女木」冰河期與彗星撞地球的關連性。
另外,「奈米金剛鑽」也曾在區隔恐龍世代的土壤層中被發現,顯示恐龍滅絕與長毛象絕跡都受到外太空隕石撞擊地球的影響。
侏羅紀公園再現 科學家用DNA複活滅絕動物 2005-10-21新華網
日前,澳大利亞科學家小組領導人宣布,他們將繼續一項使滅絕動物複活的項目,讓已經絕迹的塔斯馬提亞虎重生。
南威爾士大學科學院院長邁克?阿徹教授告訴記者,他們計劃從博物館收藏的塔斯馬提亞虎標本的骨骼和牙齒中恢複其基因。這一一度中斷而再次開始的決定受到了部分人的懷疑。
阿徹說:“不管發生什麽,總有少數人持否定態度,並聲稱任何事情都是不可能的。但是,現在我們已經跨過了許多這種不可能的障礙。”
早在1999年,阿徹任澳大利亞博物館主任時,他就開始了嘗試從浸泡在藥液中的塔斯馬提亞虎幼崽提取並恢複DNA,並用這種DNA克隆這種動物。
2003年,他離開博物館。在當年年初,這一項目也被放棄了。以爲研究者稱,他們無法從這種動物體內找到質量足夠好的DNA。
踏斯馬提亞虎看上去像一只體形較大,身長較長,長著條紋的狗。第一批移居到位于澳大利亞大陸南部小島上的歐洲移民在一百年的時間內,將這種動物趕盡殺絕。
由于它們個性害羞,害怕別的動物,常常避開人類。因此,它們的個性顯得十分神秘,讓人困惑不解。
人們所知道的最後一只塔斯馬提亞虎于1936年在塔斯馬提亞霍巴特動物園中死去。盡管之後,還有人在聲稱在野外看到過這種動物,但都沒有確切消息。
今年年初,曾有一個新聞雜志《公告》懸賞929000美元(人民幣7432000元)給能夠證明這種動物仍然存在的人,但最終沒有人得到這筆錢。
該雜志的編輯加裏?林內說“結果,這些懷著前所未有熱情的搜尋者連一點證據都沒找到,哪怕是一根骨頭、一滴血甚至一跟毛。”
塔斯馬提亞野生動物生物學家尼克?蒙內告訴記者,最近一次的尋找只是使這種動物的神秘感又加重了一層。
他說:“如果沒有絕對的證據,人們將一直懷疑下去。”
而阿徹決定來創造這種動物。
他說:“對于本項目最糟糕的一些批評大多數都是來自塔西馬提亞島上好奇的居民。而現在這些批評已經消失了。並且他們說如果他們能幫上忙,或是需要什麽東西,他們將非常樂意參與。”
http://www.ebiotrade.com/newsf/2005-10/20051021100757.htm
基因再造尼安德塔人復活有望>中時09.01.09潘勛
基因科技突飛猛進後,讓已滅絕的物種再現世界,向來是科學家的夢想。新年伊始,《新科學家》(New Scientist)周刊依據現有的標本以及科技,選列出十種最有可能重現世間的已滅絕動物,其中包括尼安德塔人、劍齒虎、巨型短面熊、度度鳥等。
已絕種數千、甚至數萬年的物種要再現世間,必須使用取自永凍層、陰暗洞窟或乾燥沙漠的標本,摘取其中的基因資訊,再找合適的物種充當代理孕母,然後製造胚胎,進而培育出絕種生物。
須找適合物種代理孕母
依現有科技推算,恐龍是無法再現人世的,原因是基因資訊在任何環境中,都無法撐持過一百萬年而不損毀。
英國《每日電訊報》八日報導,科學家最近才宣布,他們已成功「拯救」一枚絕種的塔斯馬尼亞之虎的基因,方法是植入老鼠體內,經檢查後發現基因已起作用,這是一大創舉。
此外科學家自西伯利亞永凍層取得一具六萬年前的長毛象屍,並解讀其基因體,目前工程已接近完成。
十種絕種生物再現生機
德國萊比錫市「馬克普朗克演化人類學研究所」專家帕亞伯正著手將尼安德塔人的基因體定序,他表示,科技進展之速,要說未來有什麼事可不可能,實難以料定。
《新科學家》周刊表示,挑選前十大可能復現世間的已絕物種,不僅考量科技的可行性,還有該物種的「魅力」,也就是人類想到那些動物有望再現世間,會覺得極其興奮。
名列第一的物種是二萬五千年前滅絕的尼安德塔人。馬克普朗克研究所二○○九年將公布尼安德塔人基因體的初步定序,而人類便是尼安德塔人合宜的代理孕母。
劍齒虎、度度鳥可能重現
第二名物種是一萬年前絕種的劍齒虎。專家由美國洛杉磯附近「拉不列亞焦油坑」(La Brea) 取得很好的標本,而獅子血緣與其很近,可充當代理孕母。
第三名是一萬一千年前滅絕的巨型短面熊(short-faced bear),這種巨熊體積龐大,站立起來,比今日陸上最大肉食動物的北極熊還高三分之一;科學家希望能由永凍層中找到牠的去氧核醣核酸。
第四到第十名則分別為:絕種於西元一九三六年的塔斯馬尼亞虎、絕種於一萬一千年前的彫齒獸(Glyptodon)、絕種於西元一六九○年的度度鳥、絕種於一萬年前的披毛犀(woolly rhinoceros)、絕種於八千年前的巨大陸樹懶(sloth)、絕種於七千七百年前的愛爾蘭麋(Irish elk)、絕種於西元一五○○年的恐鳥(Moa,又稱莫滑鳥)。
後基因組時代? 陳文盛,陽明大學遺傳研究所教授
別急,基因組時代還有得研究呢!
以前就學的時候,最常做的惡夢是到了教室,才發現要考試,自己卻絲毫準備都沒有。脫離學生生涯後,這些夢魘總算遠離。不過,最近生物學界吹的風,似乎又帶來這種感覺。
近幾年來,很多微生物的基因組(genome)序列都完成了。對我們微生物學家來說,這些都是挖掘不盡的寶藏,不管你花多少時間,總會發現更多的線索讓自己埋首其中。可是驀然仰首,驚見四處標語:「『基因組時代』已死,迎接『後基因組時代』」。什麼?!我真不敢相信自己的眼睛。「基因組時代」的佳餚還沒吃上一口,怎麼就要端走了呢?明明是在討論這個或那個基因組,怎麼轉眼之間每個研討會都掛上了「後基因組」的標幟?
在地球上無數的物種中,目前基因組已完全定序的差不多才100個。當然,我們不必要也不可能為每一個物種定序,但是比較具有代表性的、有演化意義的物種,我們必須徹底地了解它們的遺傳訊息,因為演化的痕跡保留得最好之處非染色體莫屬。這點對微生物特別重要,因為在這些生物中,只要有一個似乎微不足道的突變,就有可能會造成形態上的巨變,甚至被傳統方法分類成另一類物種。這些微小生物還是占據了2/3的地球生命演化史。
「後基因組時代」一詞到底是如何出現的?我沒找到肯定的答案,但是它大約四年前才開始頻繁出現在文獻中。仔細想想,原來它主要是用在人類基因組上。約莫是人類基因組定序大致完成後,距離所謂以基因組為基礎的醫學、藥理研究之美夢也就不遠了吧!連偉大的人類遺傳學家麥庫西克(Victor McKusick)也說:「當所有的人類基因都真正知道之後,科學家就等於製造出一個生命的週期表。」言下之意好像說,似乎了解人類,就能了解所有的生命體。是嗎?了解了人類就夠了嗎?遺傳學的模型,如老鼠、果蠅,甚至酵母菌都被拿來作為分析人類基因的工具。在某些人心中,細菌只是複殖人類基因及生產人類蛋白的機器。這些都是自我中心及狹隘的眼光。
個人不能獨立存在,全人類的生存也必須依賴其他的生物。連最簡單的氧氣,主要就是靠海洋中的微生物提供給我們的;還有提供我們吃的、喝的,讓我們不放屁的,使我們生病的,製造藥物讓我們使用的,住在我們身體裡面和外面的,這一切的生物都是我們要關心的。演化史上已經絕滅的物種,除了極少數留下了化石外,它們的遺傳訊息還部分保留在現代的生物體內,所以基因組研究也是個時光之旅,挑戰著人類的想像力與智慧。 或許我們正快速跨入「後基因組時代」,但是當我發現:對一段短短的五萬個鹼基對的質體DNA,我就可以花一個禮拜的時間仍不捨放棄,隱藏在內的遺傳原理以及演化的故事又一一浮現出來,而且還有無數的秘密埋藏在DNA的絲絮中,等待我們去發掘……實在讓我很難相信即將進入什麼「後基因組時代」。對我而言,它和所謂「後現代」一樣不可捉摸。
我,還是活在當下。
http://sa.ylib.com/forum/forumshow.asp?FDocNo=53&CL=16
商業化的DNA掃描有益健康嗎? 勒曼(Sally Lehrman)
基因組掃描華而不實
花個1000多美元,幾家新興的公司就會掃描你完整的基因組,從中可以獲得祖譜、潛在健康問題以及如乳糖不耐症等遺傳性狀的線索。委託人可以將他們的DNA和名人比較,或是邀請朋友及家人一起分享遺傳資訊。然而有些觀察家相信,這些以網路為基礎所提供的服務,雖然能提供易讀的報告和背景數據,但其他資訊的娛樂性大於實用性。
直銷的遺傳檢驗至少已經有10年的歷史了,而近年能夠選擇的數量暴增,不過大部份都只提供少量的遺傳變異檢測。現在基因組晶片的進展,能夠輕易的同時搜尋大量的基因標的,價格也降低了。美國加州紅木市的「基因搜尋」(Navigenics)、加州矽谷的「23與我」和冰島雷克雅未克的「基因解碼」(deCODE Genetics)等公司,最近開始掃描20多種和特殊情況或性狀相關的遺傳標記。如果花上35萬美元,美國麻州劍橋的Knome公司可以讓消費者與凡特和華生這些精英並列。這些人的基因組已經完全定出序列,並供人分析和解讀。
由於有新的工具、參考序列和大量受研究的人,遺傳學家發現DNA變異和疾病發病率之間的相關越來越顯著。但是美國疾病防制局(CDC)公共衛生基因辦公室主任庫里(Muin Khoury)警告,這些數據仍然不完整,有時甚至互相衝突。他說,現在定序個人的基因組或掃描疾病發病率的標記,無法提供有用的資訊。
除了由單一基因突變造成的罕見疾病,在遺傳上有疾病的發病率,也不能保證一定會生病。生物是由許多基因的交互作用形成,其他重要的因素如RNA、環境中的化學物等,也與疾病的發生有關。像糖尿病和心臟病等複雜的疾病,是由未知數量的基因和許多行為以及環境因子共同造成的。
根據庫里的說法,因為還有太多事情需要去學習,現在將基因之類的研究結果用在健康計畫上,還太早了。此外他指出,目前不清楚醫學文獻中有關特定情況下的遺傳發病率資訊,是否能讓人們改變習慣。同時,醫生也不確定如何將藥物基因組學中經由測試所得到的藥物代謝資訊,應用到診斷中。而在有些例子中,這些網路上的測試似乎和遺傳醫學完全沒有關聯。2006年7月,美國政府責任署的研究報告質疑,由某些營養遺傳學公司提供的服務中,並未分析DNA。責任署的結論是這些公司「利用醫學上還未證實的預測誤導消費者」。
新的基因型鑑定公司宣稱以高品質且可靠的科學證據,來消除種種疑慮。他們並不提供醫學服務,而是將基因掃描視為可以提供健康資訊的新方式來促銷,讓消費者可以使用這些資訊。這些公司認為,當遺傳學進步,人們就可以開始和醫生合作或者慢慢改變飲食和其他行為。「基因搜尋」公司執行長貝克(Mari Baker)堅稱:「不知道要等多久才能等到科學變得完美,不如早點開始。」她提到他們公司掃描基因組裡的180萬筆數據,目前並不是都有意義,但只要科學有新發現,消費者都可以加以分析利用。「基因搜尋」公司的最終計畫是結合其他健康資訊,如家族病史和藥物使用。…【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2008年第76期6月號】
http://sa.ylib.com/news/newsshow.asp?FDocNo=1201&CL=63
另參本館<基因能分好壞?>
http://mypaper.pchome.com.tw/news/souj/3/1285289004/20070430065017
美國科學家欲用雞複活恐龍 侏羅紀公園有望成真2008-06-18中國經濟網
據英國《每日郵報》報道,在電影《侏羅紀公園》中,一位科學家從一只吸了恐龍血,嵌于樹脂化石中的蚊子中提取出DNA,成功複制出恐龍,並最終建成一個恐龍“侏羅紀公園”。而在現實生活中,美加兩國科學家也在不遺余力複活恐龍,只不過他們手中的“道具”從蚊子變成了同樣不起眼的雞。
揭開恐龍之謎的鑰匙
在一間滿是灰塵的大學儲藏室內,三名科學家奮力將一具龐大的骨骼化石舉起來,骨骼是來自恐龍的一條腿,多年來,這個粗壯的標本放在架子上慢慢凋萎。盡管科學家對這個源自一個迷失年代的遺物十分感興趣,但一直沒有派上用場。然而現在,美國蒙大拿州立大學的幾個研究人員聚在一起,打算用錘子和鑿子將這個稀有古物敲個粉碎。他們認爲這個至少具有數百萬年曆史的肢體可能是揭開恐龍之謎的鑰匙。他們甚至于相信這項工作將使好萊塢電影《侏羅紀公園》中的一幕幕真實展現在我們面前。
在近日播出的電視紀錄片《恐龍複活》(Dinosaurs: Return ToLife)曝光了蒙大拿州立大學研究小組的努力。
來自《侏羅紀公園》的靈感
這些科學家是怎樣形成這樣的共識,即相信他們一定能揭開這個史前失落世界的神秘面紗呢?爲進一步了解這些科學家的探究曆程,我們必須將時間向前推移至1992年。這一年,加利福尼亞州立工業大學微生物學教授保羅?坎諾(RaulCano)首次嘗試從與恐龍生活在同一時代的昆蟲中提取基因。昆蟲留在琥珀內,這是一種堅硬的半透明化石樹膠。想必正是對這一可能性的猜測激發了《侏羅紀公園》的問世。
令人驚奇的是,他不久即從一只有4000萬年曆史的蜜蜂體內提取了基因樣本。隨後,美國自然曆史博物館的研究人員恢複了一只遠古白蟻的基因。看上去,當代的科學家似乎要不了多久即能獲得恐龍的基因。但是,這些最初的試驗都以失敗告終。科學家不能複制他們的成果,導致外界紛紛猜測,這個被恢複的微小碎片事實上只是污染物,也許來自于研究人員的頭發或衣服。
在琥珀中尋找遠古基因的努力被迫放棄,看來,通向曆史的大門尚未被成功開啓。不過此後,尋找史前基因碎片的研究人員成功恢複了一些古生物的基因,如有4萬年曆史的猛獁和4.5萬年曆史的穴居人骨。但研究人員對能否重建恐龍基因仍存在疑慮。2003年,希望再次被點燃。
發現保存完好恐龍肉
在《侏羅紀公園》一片中擔任顧問的霍納領導一個研究小組,從蒙大拿州挖掘出一具有6800年曆史的霸王龍骨骼化石,並從中獲得一項重大發現。由于霸王龍化石的出土地點十分偏僻,只好通過直升機進行搬運。如此一來,龐大的大腿骨只得一分爲二。霍納將其中一塊交給了他的學生、古生物學家瑪麗?施薇茲(MarySchweitzer)。
在對這塊化石進行仔細觀察時,施薇茲發現在硬硬的外殼內有一個奇怪的結構。該結構的圖形與只有在懷孕鳥類骨骼中才能看到的圖形很相像。施薇茲對此甚爲不解,于是讓她的助手詹妮弗?維特米爾(JenniferWittmeyer)將外面那層礦物質溶解。六個小時過後,有人敲門,施薇茲回憶:“詹妮弗跑進屋,激動地說,"你根本就不會相信"。當她拿起一小片,它竟可以伸展開,且能夠到處移動。我們這時知道,這個東西確實不同尋常。”
蒙大拿州立大學的研究小組遂明白,所發現的物質看來是霸王龍身上保存完好的肉。霍納說:“想不到竟可以發現軟組織。以前的猜測是,霸王龍全身都已成了化石。”從這具霸王龍骨骼另一半上面所獲得的發現更爲不可思議。施薇茲說:“霸王龍的血管凸顯出來。我說,"我不相信,根本不可能。"這確實是令人激動不已的時刻。”
霍納及研究小組知道,霸王龍的化石中不會有血管。許多科學家認爲,來自生物體內的有機物不可能存活10萬年以上——何況是6800萬年了。隨後,霍納的研究小組嘗試從保存在蒙大拿州立大學儲藏室的其他骨頭上提取DNA。他們將收集來的樣本放在一個高倍顯微鏡下。在放大4000倍之後,這個微小的結構很顯然並不像是礦化的化石材料。它們看似構成恐龍骨骼的顯微細胞——骨細胞。
鳥類的祖先是恐龍?
從目前來看,取得這樣的成就相當不錯。但霍納漸漸認爲,若想成功複活恐龍,那麽他的小組需要將手頭的工作倒過來。雖然這項有關“活”恐龍組織的發現令他們興奮不已,但霍納擔心,繪制完整的恐龍圖譜的努力將永無盡頭。于是,他采取了新策略:對鳥類實施“逆向工程”(retro-engineer)。古生物學家普通認爲,鳥類起源于稱爲肉食鳥的獸角類恐龍。霍納說:“如果我們希望在有生之年看到恐龍,我們就需要從鳥類開始,往前追溯。只要有鳥存在,我們就能夠揭開恐龍的面紗。”
上世紀90年代,科學家在中國發現了埋于泥土中的恐龍化石,它們的狀況保存極爲完好,可以辨別出鳥類一樣的特征,包括爪、羽毛等。霍納認爲,現代鳥類的DNA隱藏有遺傳記憶,這種遺傳記憶或能再次“開啓”,用以重建長久處于休眠狀態的恐龍特征。爲使此類龐然大物死而複生,霍納用鴯鶓的基因組開始了他的嘗試。鴯鶓是一種體型龐大、不會飛的澳大利亞鳥。
霍納說:“鴯鶓具備我們所要重建身軀如迅猛龍一般大小的恐龍的所有特征。如果我打算複活恐龍,那麽我應該以此爲起點展開研究。”盡管霍納的研究工作聽起來有些牽強,但他還是得到了一些著名專家的支持。威斯康星州大學遺傳學家肖恩?卡洛爾(SeanCarroll)表示:“鳥類的基因總量可能與恐龍的基因總量存在諸多相似之處。發育階段産生的決策差異造就了最終是雞還是霸王龍的差異。”
無獨有偶,加拿大科學家也在進行複活恐龍的研究。加拿大麥吉爾大學古生物學家漢斯?拉爾森(HansLarsson)于2007年11月對1.5億多年前“恐龍的長尾如何進化爲鳥類短尾”進行了研究。通過分析只有兩天大的雞胚胎,拉爾森獲得了一個出人意料的重大發現。拉爾森原本認爲正在發育的脊骨將會有4到8個椎骨,但他的顯微鏡卻發現了16個椎骨——這顯然是爬行動物的尾巴。隨著胚胎慢慢發育,“尾巴”變得越來越短,直至只有5個椎骨的雛雞破殼而出。
http://it.hexun.com/2008-06-18/106768563.html
迪拜將建侏羅紀公園 再現暴龍等40種古動物
北京時間2007-12月24日消息,據英國《星期日泰晤士報》報道,迪拜政府已經正式邀請英國自然曆史博物館,希望該館幫助修建一座“侏羅紀公園”:在這個公園,與真恐龍一樣大小的機器恐龍活躍在一片原始熱帶大草原上。
這座公園將展現40個物種的100多頭大型仿生動物,從暴龍到史前魚,應有盡有。它們生活的時間跨度長達1.65億年,從三疊紀一直延伸到6500萬年前結束的白堊紀,侏羅紀在兩者中間。遊客可以走近這些恐龍,有了機器人恐龍智能技術,它們能自由自在地徜徉,能對周圍的環境作出反應,比如,遊客突然移動時,它們會迅速轉動脖子或搖搖晃晃地追趕穿紅色襯衣的遊客。
位于迪拜的這個侏羅紀公園工程名叫“不平靜的星球”(Restless Planet),工程主管奧德麗?奧康納爾說:“我們想建一個主題公園和博物館的混合體,這樣的話,人們可以在一種按科學方法構建的真實環境中親身體驗侏羅紀時期的生活環境。”
迪拜方面已經邀請自然曆史博物館草擬侏羅紀公園計劃。該公園將于2010年開放,它將由當地一家開發公司共同承建。建成的侏羅紀公園將有10個足球場那麽大,由兩幢可控制氣候的的建築物組成,其中一幢是圓屋頂形狀。公園中有被劃分成數塊不同微環境的草地和林地。
除暴龍和梁龍之類的大型動物之外,還將有很多不太常見的動物徜徉在公園內,翼龍在頭頂猛撲,兩棲動物則在一片巨大的湖中遊泳。這座公園的開發商希望在仿生動物的真實性方面確立新的標准。憑借在銀幕上對恐龍的生動描繪,史蒂文?斯皮爾伯格1993年的影片《侏羅紀公園》在電腦制圖方面是一座裏程碑,但新的公園的逼真程度將進一步提高。之所以選英國自然曆史博物館,是因爲在包括仿制暴龍等方面的研究中成就顯赫。
這方面的技術有了很大發展,但仍有人批評這些機器恐龍笨拙,不逼真。但開發商表示,即使是近距離觀察,這些新動物在真實性方面也會讓遊客們大吃一驚。由該博物館領導的一個國際科學家小組正爲細節的精確性獻計獻策,象恐龍皮膚的顔色,恐龍鼻孔和它們呼吸的氣味,都將做到惟妙惟肖。除這些恐龍之外,該公園還將包括多個展廳,展示恐龍時代到來之前地球從宇宙大爆炸到海洋、山脈出現的演變過程。隔壁的一個展廳將展示臨時展品,有些可能是從英國自然曆史博物館借來的藏品。
英國自然曆史博物館以其收藏的85英尺長的梁龍骨架和查爾斯?達爾文收集的標本庫而聞名,幫助修建這座公園將是該博物館第一次到海外“試水”,好在該博物館得到了曾爲斯皮爾伯格影片效力的古生物學家傑克?霍納爾的建議,他說:“《侏羅紀公園》是一部電影,但這一次,大家都希望這個公園以准確、逼真見長。我們無法確切地知道當時的植物是什麽樣子,但我們可以根據化石遺迹和有關系的物種做出推測。我們的設想是,科學家們要想看到那個時代是個什麽樣子,可以不用到處挖洞,直接到這座公園裏來看一看就行了。”
該博物館計劃在國外開發四處科學主題公園形式的旅遊景點,迪拜的侏羅紀公園工程是其中的第一項。對准備把自己從一個盛産石油的小國家重新包裝成世界旅遊勝地的阿聯酋來說,恐龍遊覽景點是一系列重大工程中的最新“力作”。
它將是在距阿拉伯城海岸6英裏的地方進行的一項新開發的一部分。近年來,迪拜興起了一股建設大潮,其中包括人造島,還有世界上最高的建築和已經成爲該國標志建築的一家巨帆形狀的七星級酒店。另外,該國也在引進西方文化,包括修建紐約古根海姆博物館的一家分館,該館由弗蘭克?蓋瑞設計並將于2012年開放。羅浮宮的一個分館也將在阿布紮比附近開放。
http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2007122414344634197533.html
恐龍>維基百科
恐龍(學名:Dinosauria)是群中生代的多樣化優勢脊椎動物,支配全球陸地生態系超過1億6千萬年之久。恐龍最早出現在2億3千萬年前的三疊紀,滅亡于約6千5百萬年前的白堊紀晚期所發生的白堊紀末滅絕事件。
在1861年發現的始祖鳥化石,與美頜龍化石極度相似,差別在於始祖鳥化石有著羽毛痕跡,這顯示恐龍與鳥類可能是近親。自從1970年代以來,許多研究指出現代鳥類極可能是獸腳亞目恐龍的直系後代。大部分科學家視鳥類為惟一倖存發展至今的恐龍,而少數科學家甚至認為牠們應該分類於同一綱之內。鱷魚則是另一群恐龍的現代近親,但兩者關係較恐龍與鳥類遠。恐龍、鳥類、鱷魚都屬於爬行動物的主龍類演化支,該演化支首次出現於晚二疊紀,並在中三疊紀成為優勢動物群。
在20世紀前半期,科學家與大眾媒體都視恐龍為行動緩慢、慵懶的冷血動物。但是1970年代開始的恐龍文藝復興,提出恐龍也許是群活躍的溫血動物,並可能有社會行為。近期發現的眾多恐龍與鳥類之間關係的證據,支持了恐龍溫血動物的假設。
自從19世紀早期,第一批恐龍化石被科學方法鑑定後,重建的恐龍骨架已成為全球各地博物館的主要展覽品。恐龍已是大眾文化的一部分,無論兒童或者成年人均對恐龍有很高的興緻。恐龍往往是熱門書籍與電影的題材,如:《侏羅紀公園》,各類媒體也常報導恐龍的科學研究進展與新發現。
所有的恐龍皆為陸地動物。許多史前爬行動物常被一般大眾非正式地認定是恐龍,例如:翼手龍、魚龍、蛇頸龍、滄龍、盤龍類(異齒龍與基龍)等,但從科學角度來看,這些都不是恐龍。
概述
三角龍骨架,位於紐約美國自然歷史博物館恐龍(不包含鳥類)是群生存於陸地上的主龍類爬行動物,四肢直立於身體之下,而非往兩旁撐開,牠們出現於晚三疊紀卡尼階,各種恐龍快速地演化出不同的特化特徵,並發展出不同的體型大小,佔據者不同的生態位,並持續生存到晚白堊紀馬斯垂克階。有許多型態的爬行動物與恐龍生存在同一時期,例如:魚龍目、滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、以及盤龍目,許多大眾媒體常將牠們也歸類於恐龍,但牠們在科學分類上並不屬於恐龍。魚龍類、滄龍類、蛇頸龍類都是海生爬行動物,並不生存於陸地上,也不屬於主龍類;翼龍類屬於主龍類,是在三疊紀時期與恐龍分開演化,但並非陸地動物:盤龍類生存於二疊紀,親緣關係較接近於哺乳類。
恐龍是中生代的優勢陸棲脊椎動物,尤其是在侏儸紀與白堊紀。在恐龍佔優勢的侏儸紀與白堊紀期間,幾乎所有身長超過1公尺的陸地動物皆為恐龍,同時代的其他動物因此受到體型發展與生態位上的限制。舉哺乳類為例,牠們的體型多接近現代的齧齒動物,不超過貓的大小,食性為肉食性,以小型動物為生。三椎齒獸目(Triconodonta)的巨型爬獸(Repenomamus giganticus)是個少數例外,巨型爬獸體重12到14公斤,已知會以幼年鸚鵡嘴龍等小型恐龍為食。
恐龍家族極為龐大,多樣性。截止到2006年的學術研究,已確定有超過500個屬;根據估計,化石記錄中曾出現的屬總數約為1850個,當中有75%已被發現化石。一個早期的研究推測恐龍有將近3,400個屬,但大部分無法在化石記錄中保存下來。截至2008年9月17日為止,恐龍記有1,047個種。恐龍有草食性,也有肉食性。有些恐龍以雙足行走,或四足行走,或如砂龍和禽龍可以在雙足和四足間自由轉換。許多恐龍的身上具有鱗甲,或是頭部長有角或頭冠。儘管恐龍以其巨大體型而著稱,但許多恐龍的體型只有人類大小,甚至更小。目前已在全球各大洲發現恐龍化石,包含南極洲在內。無論體型大小,恐龍對陸地生活的適應性堪稱卓越,但牠們無法佔據海生以及飛行動物的生態位。
定義
恐龍(Dinosauria)是在1842年由英國古生物學家理查?歐文(Richard Owen)正式提出,歐文把恐龍總目定義為蜥形綱(Sauropsida)的一個獨特部族或亞目,包含當時在英國與世界各地發現的恐龍。Dinosauria這名詞衍化自古希臘文,deinos/δεινός意為「恐怖的」或「極其巨大的」,sauros/σαύρα意為「蜥蜴」。歐文在命名時,考量到牠們的牙齒、利爪、巨大體型、以及其他令人印象深刻的恐怖特徵,因此命名牠們為「恐怖的蜥蜴」。中文的恐龍一詞,源自日本的翻譯「恐龍(恐竜)」,後來在中文地區廣泛使用。
鑑定特徵
近年來的新發現化石,使得科學家們越來越難列出一致性的恐龍鑑定特徵。恐龍的骨骼具有一些演化適應,可使牠們與原始的主龍類祖先辨別出來。在後期的恐龍中,這些特徵經過更多的演化改變。
恐龍的共有衍徵包含:
肱骨有低矮的三角脊(Deltopectoral crest,讓胸鎖三角肌肉附著的部分),長度約是肱骨的1/3到1/2 。腸骨後部有個突出區塊。脛骨末端邊緣寬廣,有個往後的凸緣。距骨有個明顯上突,與脛骨契合。
存在於白堊紀晚期的埃德蒙頓甲龍插圖除上述幾個特徵以外,大部分恐龍還有一些共同特徵,但是因為出現在其他主龍類,或者不存在於早期的恐龍身上,因此不列為恐龍的共有衍徵。舉例而言,恐龍具有兩對顳顬孔,這是雙弓動物的共同特徵,恐龍還具有眶前孔與下頜孔,這些則是主龍類的共同特徵。另有數個特徵,早在恐龍之前已經出現,消失於最早期的恐龍,而在不同的恐龍生物群獨自演化出現,包含:延長的肩胛骨、至少三個癒合的薦椎(其他主龍類也有三個薦椎,艾雷拉龍只有兩個薦椎)、開放式有孔的髖臼(農神龍的髖臼閉合)。恐龍的鑑定特徵難以確認,部分原因則是晚三疊紀的早期恐龍與同時期其他主龍類的化石不多,兩者卻有許多相似處,使得某些主龍類曾被誤認為是恐龍。
三種不同的臀窩結構與後肢直立方式,從左到右分別為往兩側延展、直立(哺乳類與恐龍)、柱狀直立方式(勞氏鱷目)恐龍具有直立的步態,類似大部分的現代哺乳類,而大部分其他爬行動物則是四肢往兩側延展的步態。恐龍的臀窩朝向兩側,股骨的第四粗隆部往內側,兩者契合,產生直立的步態。直立的步態可讓恐龍快速運動時,可以同時呼吸,使牠們成為活躍的動物,較採取兩側延展步態的動物更具優勢。直立步態可以降低四肢彎曲時所承受的壓力,有助於恐龍發展出巨大的體型。某些非恐龍的主龍類也獨自發展出直立的步態,例如勞氏鱷目,但牠們的臀窩朝下,股骨往上嵌入臀窩,形成不同於恐龍與哺乳類的「柱狀直立方式」。
種系發生學定義
劍龍骨架,位於芝加哥菲爾德博物館根據種系發生學的定義,恐龍包含:三角龍與現代鳥類的最近共同祖先,以及其最近共同祖先的所有後代。在過去,恐龍曾被定義為:斑龍、禽龍與林龍的最近共同祖先,以及其最近共同祖先的所有後代,以上三種恐龍即為理查?歐文最初用來定義恐龍範圍的三個屬。兩個定義的範圍相近,都包含獸腳亞目、蜥腳形亞目、劍龍下目、甲龍下目、角龍下目、厚頭龍下目、以及鳥腳下目等支系。早在近年種系發生學研究盛行前,上述分類單元皆已在科學文獻中出現、使用,並持續到今日。
現今古生物學界普遍同意鳥類是恐龍的直系後代。根據嚴格的親緣分支分類法定義,一個天然的生物群應包含單一共同祖先的所有後代。若以此方法來看,所有鳥類都為恐龍,而恐龍並沒有滅亡。大部分古生物學家將鳥類歸類於恐龍-蜥臀目-獸腳亞目-虛骨龍類-手盜龍類。
根據親緣分支分類法,鳥類都是恐龍。但對於一般大眾與媒體而言,恐龍並不包含鳥類。因此出現了「非鳥類恐龍」一詞,以指名不包含鳥類的恐龍,並符合林奈式分類法中的恐龍範圍。林奈氏分類法允許並系群的存在。
恐龍的起源
始盜龍,一種發現於南美洲的早期恐龍恐龍在過去被認為是複系群,包含數個毫不相幹的生物群,並非來自於共同的最近祖先,因為身處類似的生態環境中,而個別演化出類似的形態與特徵。自從70年代的恐龍文藝復興以來,恐龍已被認為是單系群,具有最近的共同祖先,是個天然生物群。
恐龍與牠們的主龍類祖先在三疊紀中到晚期分開演化,一般認為牠們是一種接近蜥蜴的動物,在接近2億3000萬年前,大約是二疊紀-三疊紀滅絕事件後約2000萬年,該次滅絕事件消滅了接近95%的地球生物。對於早期恐龍始盜龍發現地層的放射線定年法檢驗,證實始盜龍生存於中三疊紀。古生物學家認為始盜龍的外表類似所有恐龍的共同祖先;如果屬實,則顯示最早的恐龍應該是種小型、二足掠食動物。在阿根廷的中三疊紀地層所發現的原始、類似恐龍的鳥頸類主龍,例如:馬拉鱷龍與Lagerpeton,也支持這個說法;已出土的化石證據顯示這群動物都為小型、二足掠食者。
恐龍剛出現時,陸地上有多種不同的動物,例如堅蜥目、勞氏鱷目、鳥鱷科、喙頭龍目等原始主龍類,以及二齒獸下目與犬齒獸亞目等獸孔目動物。這些動物大部分在三疊紀後期的兩次滅絕事件中滅亡。第一次滅絕事件發生於卡尼階與諾利階交接處,約2億1500萬年前,二齒獸類與許多原始主龍形下綱動物在此事件中滅亡,例如原蜥形目與喙頭龍類。第二次滅絕事件是三疊紀-侏儸紀滅絕事件,發生於約2億年前,大部分的早期主龍類滅亡,包含:堅蜥類、鳥鱷科、植龍目、與勞氏鱷類。這群動物滅亡後,鱷形超目、恐龍、哺乳類、翼龍目、與烏龜開始佔據陸地的生態系統。
原始恐龍的第一次適應演化發生於三疊紀的卡尼階與諾利階之間,極可能因為當時有許多優勢動物滅亡。在傳統的觀念裡,在三疊紀中期,恐龍與當時其他的陸地動物展開長時間的競爭,並取得優勢,但這是不可能的。根據化石紀錄,恐龍沒那麼早出現,且早期恐龍並非穩定的增加、多樣化,而是後來才急驟的大量演化;如果牠們與其他動物有過長時間競爭,應該會在化石紀錄中反映出來。恐龍在卡尼階時的數量非常稀少,僅佔陸地動物群的1~2%。在諾利階,數個動物群滅亡後,恐龍則佔了陸地動物群的50~90%。恐龍的直立步態過去被視為成功演化的關鍵,但現在已知有數個同時代的動物群也有直立步態,例如:堅蜥類、鳥鱷科、勞氏鱷類、以及數種鱷形超目動物。三疊紀後期是個生物劇變的時代,有許多植物、海生動物興起衰落,三疊紀後期的氣候也有巨大改變。鑲嵌踝類主龍目前僅剩下鱷魚,但在三疊紀晚期,鑲嵌踝類主龍是群非常多樣化的演化支,包含:鳥鱷科、堅蜥目、植龍目、勞氏鱷目;在這群優勢物種存在下,恐龍存活到侏羅紀,並非生理、競爭上佔有優勢,而是面對滅絕事件的運氣問題。
恐龍分類表
恐龍與現代鳥類、鱷魚都屬於主龍類。主龍類的顱骨擁有兩個洞孔,稱為顳顬孔(Temporal fenestrae),以提供顎部肌肉附著處,眼窩前方則有眶前孔(Antorbital fenestra)。大部分的爬行動物與鳥類,都屬於雙弓動物;哺乳類與似哺乳爬行動物擁有一個顳顬孔,合稱單弓動物;烏龜與早期的副爬行動物,沒有顳顬孔,則屬於無弓動物。恐龍與其他主龍類擁有許多生理構造上的特徵,例如:牙齒位於齒槽中,而非直接從顎部骨頭延伸。在主龍類中,恐龍的最顯著特徵是牠們的步態。恐龍的後肢直立於身體下方,而蜥蜴與鱷魚的四肢則是往兩側攤開。
恐龍常被認為是總目,或是未定位的演化支。恐龍總目以下分為兩大目:蜥臀目(Saurischia)和鳥臀目(Ornithischia),以其骨盆結構來區分。根據定義,蜥臀目的範圍是:與鳥類具有最近共同祖先,而與鳥臀目具有較遠共同祖先的所有恐龍;鳥臀目的範圍則是:與三角龍具有最近共同祖先,而與蜥臀目具有較遠共同祖先的所有恐龍。
蜥臀目意為「蜥蜴的髖關節」,骨盆型態比較接近早期的祖先,恥骨朝前。數個生物群的恥骨個別演化成朝向後方,例如:艾雷拉龍下目、鐮刀龍超科、馳龍科、以及其後代鳥類。蜥臀目主要包括兩個亞目:二足、大部分是肉食性的獸腳亞目;長頸部、四足、草食性的蜥腳形亞目。某些蜥臀目大約在侏儸紀時期演變成為鳥類的祖先。
鳥臀目意為「鳥類的髖關節」,擁有類似鳥類的骨盆結構,恥骨朝向後方,但這是趨同演化的結果。與鳥類不同的是,鳥臀目的恥骨有個朝前的突出部分。鳥臀目包含多樣性的草食性動物。
演化與地理分佈
在三疊紀之後,恐龍的演化隨者植被與大陸位置的改變而變動。在晚三疊紀到早侏儸紀期間,各主要大陸連接成一個超級大陸,盤古大陸(Pangaea)。這段時間的恐龍動物群主要由肉食性的腔骨龍超科、草食性的原蜥腳下目所構成。裸子植物(尤其是松柏目),在晚三疊紀開始輻射演化,是當時的可能食物來源之一。原蜥腳類恐龍的顎部只能撕咬下樹葉,但不能做出複雜的嘴部動作,因此必須要藉由其他的方式協助磨碎食物。
恐龍動物群維持了一段同質性,直到侏儸紀中到晚期,此時的掠食性恐龍開始多樣化,例如角鼻龍下目、棘龍超科、肉食龍下目,草食性恐龍則有劍龍下目、體型巨大的蜥腳下目。這段時間的著名地層有:北美洲的莫裏遜組、坦尚尼亞的敦達古魯地層。此時的中國地區,也呈現出多樣性的恐龍,例如中華盜龍科、頸部極長的馬門溪龍。甲龍下目與鳥腳下目開始普遍,而原蜥腳類恐龍則已滅絕。松柏目與蕨類成為最普遍的植物。蜥腳類恐龍與早期的原蜥腳類恐龍類似,嘴部無法做出複雜的動作。鳥腳類恐龍則發展出不同的處理植物方式,例如可將食物置在嘴中的兩側頰部,以及類似咀嚼的顎部動作。這段期間的另一個重要演化事件是鳥類的演化出現,牠們是從虛骨龍類的手盜龍類演化而來。
早白堊紀發生了一件重大變化,開花植物出現在北美洲,並在晚白堊紀擴散分佈。數群草食性恐龍發展出不同的方式以協助進食。角龍類發展出切割用的喙嘴,後方有眾多咀嚼用齒系(Tooth batteries);禽龍類也獨自演化出咀嚼用齒系,並在鴨嘴龍科發展到極致。少部份蜥腳類恐龍也演化出齒系,雷巴齊斯龍科的尼日龍是最明確的證據。
晚白堊紀的恐龍通常分為三個動物群。在北半球的北美洲與亞洲,獸腳類恐龍主要有大型的暴龍科、以及眾多的小型手盜龍類恐龍,優勢草食性恐龍則由鴨嘴龍科、角龍下目、甲龍科、厚頭龍下目所構成。南半球的岡瓦那大陸持續分裂中,阿貝力龍科是優勢獸腳類恐龍,泰坦巨龍類則是優勢草食性恐龍。在歐洲,凹齒龍科、結節龍科、泰坦巨龍類則是常見的恐龍。開花植物更為輻射演化,第一群禾本科(草)植物出現在白堊紀末期。鴨嘴龍科與甲龍下目在北美洲、亞洲發展至極度多樣化。獸腳亞目也演化出草食性或雜食性的物種,鐮刀龍超科與似鳥龍下目更為常見。
白堊紀-第三紀滅絕事件發生於白堊紀末期,接近6500萬年前,造成所有恐龍的滅絕,以及鳥類的崛起。但仍有其他雙弓動物在滅絕事件中存活下來,例如:鱷魚、蜥蜴、蛇、喙頭蜥、以及離龍類。
古生物學
恐龍的相關知識來自於多樣化的非化石與化石紀錄,例如:化石、糞化石、足跡化石、胃石、羽毛、皮膚痕跡、內臟、與軟組織。物理學(尤其是生物力學)、化學、生物學、地球科學等相關研究也增長了恐龍的相關知識。恐龍研究的最重要兩個課題是恐龍的體型與行為。
恐龍的體型
四個恐龍亞目的最大型成員體型相比。從左到右分別為:賴氏龍(紅)、棘龍(綠)、劍龍(橘)、以及雙腔龍(紫)。儘管目前證據不全,恐龍整體而言的形體很大。以恐龍作為標準來看,蜥腳下目是其中的巨無霸。在漫長的恐龍時代,即使是體型最小的蜥腳類恐龍也要比牠們棲息地內的其他動物要大,而最大的蜥腳類則比任何出現在地表的動物都要大出幾個等級。巨型史前哺乳動物,如巨犀和猛獁,在巨型蜥腳類動物前不值一提,僅有少數的現代海洋生物的體型接近或超過大型蜥腳類恐龍:最為人熟知的是藍鯨,體重可以達到171公噸,身長超過30米長。蜥腳類恐龍的巨大體型,可能具有幾項優勢,例如防禦掠食動物、減低能量的使用、長壽,其中最重要的因素應為消化食物。與小型動物相比,大型動物的消化作用更具效率,因為食物在牠們的消化系統中待更多的時間。基於此原因,大型動物可用較低營養價值的食物維持生存。蜥腳類恐龍的化石,大部分發現於過去為乾旱或季節性乾旱的地層中,牠們可以大量、低營養價值的植物為食,已在這些環境中維持生存。
然而,大部分的恐龍要比大型蜥腳類恐龍還小得多。現有的證據表明,恐龍的平均大小在三疊紀、早侏羅紀、晚侏羅紀和白堊紀都不斷變化。大部分獸腳類恐龍的體重在100到1,000公斤之間,而全新世的掠食性肉食動物則多半在10到100公斤之間。[46]恐龍的體重估計值,大多介於1到10公噸之間。[47]倫敦國立自然歷史博物館的一個研究指出恐龍的體重平均值約在100公斤左右,而新生代的哺乳類體重平均值多在2到5公斤之間。
最大和最小的恐龍
只有很小比例的動物最後會成為化石保存下來,況且絕大部分的化石都仍埋藏於地底。只有極少數的已被發現的樣本保留有完整的骨骼,而其中保存有皮膚和其他軟組織痕跡的則更為稀有。藉由比較不同骨頭的大小與型態,來重建一副完整的骨架,是一個複雜的過程,而重塑肌肉和器官則更為困難。綜合以上幾點理由,科學家可能永遠無法確定最大和最小的恐龍。
腕龍與人類的體型比較圖
始盜龍與人類的體型比較圖從現有的狀況較好的骨架來看,最高和最重的恐龍是布氏腕龍(Brachiosaurus brancai),又稱長頸巨龍。長頸巨龍的遺骸在1907年至1912年間發現于坦尚尼亞。從多具大小相近的個體所組合而成的骨架模型,現正展示于柏林洪堡博物館,該模型高12米,長22.5米,預期活體的重量在30到60公噸之間。最長的恐龍是27米長的梁龍,是在1907年發現于美國懷俄明州,現正展示于賓州匹茲堡的卡內基自然歷史博物館。
但是對於這些巨大的恐龍的所有知識都是基於少數碎亂的化石而來。化石記錄中的最巨型草食性恐龍標本,大部分是在1970年代後被發現的,包括重大的阿根廷龍,體重估計在80到100公噸之間;梁龍的一個種(Diplodocus hallorum,原為地震龍)身長33.5公尺,而超龍身長33公尺長;最高的恐龍是18米高的波塞東龍,頭部可以達到6層樓的窗口。而易碎雙腔龍(Amphicoelias fragillimus)可能是最長的恐龍,但是對雙腔龍的全部知識都來自於1878年發現的一個脊椎神經弓化石,該化石現已遺失。從當時對該化石的圖釋推斷,它有可能達到58米長和120公噸重。雙腔龍的重量僅次於罕為人知的巨體龍,巨體龍的體重可能達到175到220公噸。
目前已知最長的肉食性恐龍是棘龍,身長為16到18公尺,重量為8,150公斤。其他的巨型食肉性恐龍有南方巨獸龍,馬普龍,暴龍和鯊齒龍。
不計現代鳥類(如:吸蜜蜂鳥)的話,最小的恐龍體型相當於烏鴉或者雞。獸腳亞目的小盜龍和小馳龍體長都在60公分以下。
行為
在1978年發現的慈母龍,具有築巢的行為對於恐龍行為的假設,多是根據化石姿態、棲息地、電腦模擬的生物力學、以及與類似生態位的現代動物比較而來。這些行為假設多存在者爭議。目前科學家們普遍同意鱷魚與鳥類所共同擁有的行為,有可能也存在於牠們的近親恐龍身上。
在1878年,比利時貝尼沙特發現了31個禽龍化石,可能是洪水所造成的集體死亡,這是恐龍群居行為的第一個證據。之後在其他的地層也發現集體死亡的現象,再加上群集的足跡化石,顯示許多恐龍生物群具有群居的行為。目前已發現由數百個、甚至數千個個體所留下的鴨嘴龍科足跡化石,顯示鴨嘴龍科可能會大量群體移動,如同今日的美洲野牛與非洲跳羚。在英格蘭牛津發現的蜥腳類足跡化石,顯示不同的蜥腳類恐龍會共同集體移動,但是,沒有證據可辨認出此足跡化石由哪些恐龍所留下。恐龍群體行動可能有許多原因,例如防禦掠食動物、集體遷徙,或者保護幼年個體。有證據顯示部分恐龍的未成年個體會群體行動,例如:獸腳亞目、蜥腳下目、甲龍下目、鳥腳下目、角龍下目。舉例而言,中國內蒙古曾發現20多個群聚的中國似鳥龍化石,年齡為1到7歲,科學家認為這些中國似鳥龍是集體行動時,陷在泥濘中死亡。某些肉食性的獸腳亞目恐龍,也曾被認為會以小群體方式行動,以獵食體型更大的獵物。但是,恐龍的現代近親鱷魚、其他爬行動物、與鳥類,多半沒有群體獵食的行為,栗翅鷹是個少數例外。埋葬學證據顯示恐爪龍與異特龍的集體化石,可能是爭奪食物時打鬥造成的死亡,如同許多現代的掠食性爬行動物,例如科摩多龍。
偷蛋龍科葬火龍的蛋巢,位於紐約美國自然歷史博物館在1978年,古生物學家傑克?霍納(Jack Horner)於蒙大拿州發現慈母龍的化石與蛋巢遺跡,顯示鳥腳下目具有長時間的親代養育行為。在1997年,在巴塔哥尼亞白堊紀地層發現的泰坦巨龍類化石,顯示這些大型恐龍也具有築巢的行為。在1993年,在蒙古發現的偷蛋龍科葬火龍化石,被發現採取類似雞的孵蛋姿勢,牠們被推測身體可能覆蓋者羽毛,以保持蛋的溫度。一些證據顯示某些恐龍可能具有親代養育行為。例如,由一個成年體、34個幼年體構成的鸚鵡嘴龍群體化石,其大量的幼年體比例,可能就是親代養育的證據。此外,一個大椎龍的胎胚化石,被發現沒有牙齒,顯示牠們在孵化過後,仍有一段時間需要親代餵食。在蘇格蘭西北方斯開島發現的足跡化石,也指出鳥腳下目有親代養育行為。許多的恐龍主要生物群都已發現蛋巢與蛋化石,恐龍可能與其幼年體之間有某些溝通行為,類似現代鳥類與鱷魚。
兩隻打鬥中的尖角龍,牠們生存於晚白堊紀的北美洲某些恐龍具有頭冠或是頭盾,例如頭飾龍類、獸腳亞目、以及賴氏龍亞科,牠們的頭冠、頭盾過於脆弱,無法用來自我防衛,而可能具有性展示功能,或是使用在物種內打鬥行為;但目前對於恐龍的求偶與領域性行為所知有限。一些瘦腳亞目化石的頭部具有傷口,可能是同類互相攻擊的後果。恐龍的溝通方式仍充滿謎題,是個正在研究中的領域。近年的研究顯示,賴氏龍亞科的中空頭冠可能具有揚聲器作用,可用來與同類之間做聲音的溝通、辨認。
在1971年,在蒙古戈壁沙漠發現了一個極為著名的化石標本,一隻伶盜龍正在攻擊一隻原角龍,這是恐龍會獵食其他恐龍的直接證據。另外,一個埃德蒙頓龍的尾巴有個可能的瘉合痕跡,可能是由暴龍科恐龍所留下。在2003年,在馬達加斯加所發現的瑪君龍化石,其骨頭上有同類的齒痕,證實某些獸腳類恐龍具有同類相食行為。
根據目前的化石證據,某些草食性恐龍可能是穴居動物,例如棱齒龍類的掘奔龍;而某些獸腳類恐龍則是樹棲動物,例如原始的馳龍科小盜龍、與充滿謎題的擅攀鳥龍科但大部分恐龍則是依靠陸地為生存。生物力學可以用來研究恐龍的移動方式,進而研究牠們的相關行為模式。藉由計算恐龍的肌肉力量傳遞模式,以及重心位置,可推算出恐龍的移動速度。此外,生物力學還可計算出梁龍科的鞭狀尾巴揮動時是否能產生音爆、以及蜥腳類恐龍能否在水中浮動。
恐龍生理學
Eubrontes,一個發現於猶他州西南部蒙納夫組(下侏儸紀)的足跡化石。自從60年代以來,恐龍的體溫調節成為科學家們爭論的主題之一。最初,科學家們對於恐龍的體溫調節能力的看法相當不一致。近年來,恐龍恆溫動物說逐漸成主流理論,牠們被視為活躍的動物,至少具有相當穩定的體溫。目前的爭論多在於牠們的體溫調節機制,以及牠們與鳥類、哺乳類的代謝率相近程度。
在恐龍研究的早期,古生物學家認為恐龍是類似蜥蜴的冷血動物。他們認為恐龍是群相當緩慢、慵懶的動物,需要外部熱量以調節牠們的體溫,接近現代爬行動物。恐龍冷血動物說成為主流看法,直到1968年,羅伯特?巴克(Robert T. Bakker)公佈了一份革命性的研究,提出恐龍溫血動物說。
目前的證據多指出恐龍可生存在較寒冷的氣候環境,且至少有某些恐龍藉由內部身體機制來調節體溫,例如巨大體型造成的巨溫性。恐龍恆溫動物說的證據包含:在南極洲與澳洲發現恐龍化石,兩地區在當時位於極區內,有長達六個月的永夜、某些恐龍具有隔絕熱量用的羽毛、以及骨頭內具有恆溫動物特有的心血管結構。從骨骼結構顯示,獸腳類與其他恐龍是活躍的動物,若牠們具有恆溫動物的心血管系統,將符合這樣的生活方式;而蜥腳類恐龍則擁有較少的恆溫動物體徵。最有可能的狀況是,某些恐龍是恆溫動物,而其他則不是。恐龍恆血/變血動物說的爭論與新證據仍在持續進行中。
因為有許多特徵可用來判斷是否為恆血動物,使得恐龍恆血/變血動物說的爭論難以定論。大部分的研究人員將牠們與鳥類、哺乳類相比。小型的鳥類、哺乳類的身體覆蓋者隔絕物,例如:脂肪、皮毛、羽毛,可減緩身體熱量的流失。大型鳥類、哺乳類的身體表面積/體積比例較低。根據霍爾丹法則(Haldane's principle),與身體體積相比,大型動物反而擁有較小比例的表面積,牠們釋放的熱量溫度較高,而吸收的熱量溫度較低。在某種程度體型以上,身體所散發的熱量,低於身體所製造的熱量,這將使得動物採用其他方式來散發熱量。以大象為例,牠們皮膚缺乏毛髮,但有大型耳朵,可增加身體表面積,或者將身體浸泡在水或泥濘中來降低體溫。
大型恐龍被認為具有相同的狀況,牠們的巨大體型使熱量散失較慢,體溫高於所處環境,造成巨溫性。但這仍無法解釋眾多的小型恐龍、或幼年個體的體溫調節機能。
在2000年,一個對於奇異龍標本的電腦斷層掃描,發現了可能是四腔室心臟的結構,類似現代鳥類與哺乳類。這個研究在科學界中引起爭議,有其他生理結構、或其他物體等反對意見。恐龍的近親,現代鱷魚與鳥類都擁有四腔室心臟(鱷魚的心臟較不一樣),所以恐龍可能也有類似的心臟結構;但心臟結構與代謝率沒有必然的關係。
軟組織與DNA
棒爪龍的化石具有軟組織痕跡,位於義大利米蘭米蘭自然歷史博物館在1998年,義大利的一處石灰岩地層出土了一個虛骨龍類恐龍化石,名為棒爪龍,這個幼年體化石保存了極為良好的軟組織痕跡,包含部份氣管、小腸、結腸、肝臟及肌肉。
在2005年五月份的《自然》雜誌中,北卡羅萊納州立大學的瑪莉?海格比?史威茲(Mary Higby Schweitzer)與其同事,宣佈在一個暴龍腿部骨頭的骨髓中發現了軟組織。這個化石發現於蒙大拿州海爾河組,年代為6,800萬年前。
經過數週的去礦化處理後,史威茲與其團隊等人鑒定出分叉的血管,以及纖維狀的骨頭組織。此外,骨頭組織中還具有類似血球細胞的微小組織。這個骨頭的結構類似鴕鳥的血球細胞與血管。關於這些組織的真實身分,研究人員目前還沒有確定地做出定論。相關的研究仍在進行中。
在2008年7月份的《公共科學圖書館》(PLoS One)雜誌中,華盛頓大學的凱伊?托馬斯(Thomas Kaye)等人對上述的暴龍軟組織提出質疑。他們認為這些骨頭中的軟組織僅是細菌形成的生物薄膜,這些細菌生存在原本血管與細胞的空間。托馬斯等人認為這些結構被誤認為是血球細胞,是因為帶有鐵的微球粒存在。他們在許多不同時期的其他化石,發現類似的微球粒,例如菊石。在菊石的案例中,他們發現含有鐵的空間,與血液沒有直接的關連。
目前已有兩個團隊,宣稱已在恐龍化石中成功擷取出DNA,但根據更進一步的檢驗與同行評審,兩者的發現都無法受到肯定。根據一份2002年的研究,藉由比較現代爬行動物與鳥類的視色素中的胺,可用來推算、重建出原始主龍類與恐龍的胺基酸序列,甚至是基因序列。此外,已在恐龍化石中發現數種可能是蛋白質的物質,包含血紅素。
即使恐龍的DNA可以重建,以目前的科學技術,想要重建出一隻恐龍並培養長大,是極度困難的。原因是目前沒有與恐龍極相近的物種可供受精,也沒有適合的環境可使胚胎發育。
與鳥類的關係
恐龍可能是鳥類祖先的理論,是在1868年由湯瑪斯?亨利?赫胥黎(Thomas Henry Huxley)首次提出。在20世紀早期,格哈德?海爾曼(Gerhard Heilmann)出版了一本書,《鳥類起源》(The Origin of Birds)。海爾曼根據恐龍缺乏叉骨(接合的鎖骨),而認為鳥類與恐龍間沒有關係,他進而假設鳥類演化自鱷形超目或槽齒目的祖先,而非恐龍。後來發現的恐龍化石則發現了鎖骨或叉骨,例如1924年發現的偷蛋龍,但在當時被誤認為是間鎖骨。在1970年代,約翰?奧斯特倫姆(John Ostrom)重新提出鳥類演化自恐龍的理論,隨者這幾十年來親緣分支分類法研究的增加,以及更多小型獸腳類恐龍與早期鳥類的發現,這個理論得到更多的支持。其中最重要的是發現於義縣組的有羽毛恐龍化石,已發現過多種不同型態的羽毛。鳥類與獸腳類恐龍具有上百個共同的生理特徵,牠們目前被普遍認為是近親。鳥類與手盜龍類的關係更為親近。少數科學家則提出不同的演化途徑,例如艾倫?費都加(Alan Feduccia)與賴瑞?馬丁(Larry Martin),他們提出類似海爾曼的鳥類演化自原始主龍類假設,或是鳥類起源於手盜龍類,但手盜龍類並非恐龍,而是與恐龍的趨同演化結果。
有羽毛恐龍
著名的印石板始祖鳥標本,位於德國。始祖鳥發現於1861年的德國南部,是第一個所謂的「有羽毛恐龍」。這個標本出土於索倫霍芬石灰岩礦床,這個地層因為挖除了許多狀態極良好的化石而著名。始祖鳥是個過渡化石,明顯地具有現代爬蟲類與鳥類的中間特徵。而就在兩年前,查爾斯?達爾文(Charles Robert Darwin)發表了《物種起源》(The Origin of Species)一書,始祖鳥的發現使得演化論與創造論的爭論更為激烈。這種早期鳥類非常像恐龍,至少有一個標本,因為周圍沒有明確的羽毛痕跡,而被誤認為是美頜龍。
90年代以來,發現了更多的有羽毛恐龍,為恐龍與鳥類的關係提供了更多的證據。大部分的新標本被發現於中國遼寧省的義縣組,該地在白堊紀的時候,屬於一個小型大陸。雖然有羽毛恐龍僅發現於少數地區,但有可能當時全球各地都出現了有羽毛恐龍。各地的化石紀錄很少羽毛痕跡與有羽毛恐龍,可能是因為在化石化的過程中,羽毛與皮膚等脆弱部份,很難被保留下來。原始的羽毛細而缺乏羽枝,已出現在原始的虛骨龍類恐龍,例如美頜龍科的中華龍鳥,與暴龍超科的帝龍,而有羽枝的羽毛出現在虛骨龍類的手盜龍類,例如:偷蛋龍下目、傷齒龍科、馳龍科、以及鳥類。但有羽毛恐龍本身也有一些爭議,其中最重要的是艾倫?費都加(Alan Feduccia)與蒂綱?索拉(Theagarten Lingham-Soliar)所提出的,他們指出這些看起來是原始羽毛的物體,其實是膠原纖維腐化而成的,這些膠原纖維在身前位於恐龍外表覆蓋物之下。他們並提出手盜龍類都不是恐龍,而是與恐龍平行演化的結果。但他們的大部分意見不被其他研究人員所接受。
骨骸
因為羽毛被認為與鳥類有關聯,有羽毛恐龍被視為是恐龍與鳥類之間的失落環節。除此之外,恐龍與鳥類之間還有許多骨骼上的共同特徵,例如:頸部、恥骨、腕骨、手臂、肩帶、叉骨、以及龍骨。藉由親緣分支分類法研究,兩者之間的共同骨骼特徵,加強了恐龍與鳥類的關係與連結。
軟組織
根據俄亥俄大學的古生物學家派崔克?歐康納的研究,大型肉食性恐龍具有複雜的空腔,類似現代鳥類的氣囊。這些腳踝類似鳥類的二足獸腳類恐龍,其肺臟可將空氣送往骨頭內的空腔,如同現代鳥類。氣囊過去被認為是鳥類的專有特徵,但目前已發現某些恐龍具有類似的氣囊系統。在2008年7月份的《公共科學圖書館?綜合》(PLoS One)雜誌中,科學家宣稱發現一種新恐龍,氣腔龍,具有類似鳥類的呼吸系統。電腦斷層掃描顯示氣腔龍骨頭的內部具有中空空間。
恐龍與鳥類有接近親緣關係的另一個證據則是沙囊石頭。這些動物會吞食石頭以協助消化,並磨碎胃中的食物與堅硬纖維。發現於化石中的沙囊石頭,被稱為胃石。
繁殖
一個近幾年發現的暴龍化石,其腿部骨頭被發現有骨髓骨。這被視為恐龍與鳥類演化自共同祖先的證據,也是首個可鑑定出性別的恐龍化石。雌性鳥類在產卵時,四肢骨頭的外部骨質與骨髓之間會產生一種特殊骨層,稱為骨髓骨(Medullary bone)。骨髓骨富含鈣,只存在於鳥類體內,可在產卵期用來製造蛋殼。目前已在獸腳亞目的暴龍與異特龍、以及鳥腳下目的腱龍化石上發現骨髓骨。因為這三者與鳥類的所屬支系,在相當早的時候就已分開演化,因此可推論恐龍普遍會製造骨髓組織。由於曾在亞成年體化石發現過骨髓骨,這顯示恐龍達到性成熟的時間很快。
行為證據
一個近年發現的傷齒龍科化石,顯示牠們睡覺時,頭部塞在手臂內側,類似某些現代鳥類。這種睡姿可使頭部保持溫暖,是現代鳥類的特徵之一。
滅絕理論
恐龍消失於六千5百萬年前的白堊紀-第三紀滅絕事件,同時間還有許多生物也跟者滅亡,包含:菊石、滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、草食性的烏龜與鱷魚、大部分鳥類、以及原始哺乳類。自從70年代以來,有許多研究試圖探索這次滅絕事件的原因,並形成數個理論。通常的解釋是一個撞擊事件造成了滅絕,有些科學家提出其他理由,或者是幾個綜合事件導致這次滅亡。
在恐龍時代末期,極區並沒有冰帽,海平面比現在高出100到250公尺。地球各地的氣溫差異不大,極區與赤道地區的氣候相差不到25°;整體而言較今日暖和,極區的氣溫高於現在的氣溫約50°。
恐龍時代的大氣成分也與今日有極大差別。二氧化碳是今日的12倍,氧氣則佔了大氣的的32%到35%,而今日只佔了21%。但是在晚白堊紀,地球的環境有顯著的變動。火山活動增加,造成氣候變冷,二氧化碳比例下降,氧氣比例開始變動。有些科學家認為氣候變化、低氧氣比例,可能是滅亡的直接原因。如果恐龍的呼吸系統類似現代鳥類,牠們的呼吸效能將會有困難,需要更多氧氣才能維持巨大體型的需要。
撞擊事件
位於猶加敦半島的希克蘇魯伯隕石坑,這次撞擊事件可能導致恐龍的滅亡。在1970年代後期,加州大學柏克萊分校的路易斯?沃爾特?阿爾瓦雷茨(Luis Walter Alvarez)提出了彗星撞擊理論,造成了白堊紀末期的大規模滅絕事件。阿爾瓦雷茨提出世界各地的地層,銥含量在6,500萬年前有大量的增加,可視為撞擊的直接證據。有許多證據顯示當時有顆直徑5到15公裏的隕石或彗星,撞擊現在的猶加敦半島地區,形成寬170公裏的希克蘇魯伯隕石坑,引發此次滅絕事件。但科學家不確定恐龍是在撞擊事件中滅亡,還是在此之前就已經衰退。另有科學家提出這次撞擊,使大氣層佈滿灰塵,或者是使地球氣溫上升。
化石紀錄不能看出恐龍滅絕的速度,但許多不同的測試研究發現牠們的滅亡相當迅速。這些結果使科學界更加相信彗星撞擊理論。撞擊事件短期內會造成高溫,而揚塵會遮闢天空,造成全球性的長時間氣候冷卻。大部分植物因無法光合作用而消失,草食性恐龍也因沒有食物而死亡,而肉食性恐龍也因沒有食物來源,也漸漸滅亡,僅有小型動物和少量植物倖存下來。
在2007年9月,美國科羅拉多州美國西南研究院的研究人員威廉?波特克(William Bottke)與數位捷克籍的科學家,利用電腦計算出希克蘇魯伯撞擊事件的可能肇事者。根據他們的模擬計算結果,該隕石坑有90%的可能性是由一個名為巴普提斯蒂娜(298 Baptistina)的小行星所造成的,該小行星直徑接近160公裏,運行於火星與木星之間;在1億6000萬年前,巴普提斯蒂娜小行星被一顆直徑約55公裏的未命名小行星撞擊後粉碎,主要的碎片形成巴普提斯蒂娜族小行星帶,而某些碎片則闖入地球的公轉軌道,其中一顆直徑10公裏的碎片,在6,500萬年前撞擊了墨西哥猶加敦半島,形成希克蘇魯伯隕石坑。
威廉?波特克的研究結果與阿爾瓦雷茨的理論相似,另外也採納了柏克萊大學的物理學家查理?穆勒(Richard A. Muller)所提出的太陽伴星理論。查理?穆勒提出太陽有顆名為復仇女神(Nemesis)的伴星,復仇女神每隔2,600萬年會經過奧爾特雲彗星帶,幹擾了彗星的軌道,使眾多彗星進入內太陽系。這些彗星的少部份會進入地球的公轉軌道,與地球發生撞擊,進而造成大規模的滅絕事件。
德幹地盾
在2000年以前,就有德幹地盾洪流玄武岩是這次滅絕事件的主因,但因為這次火山爆發始於6,800萬年前,並持續超過200萬年,所以當時認為德幹地盾火山爆發所造成的滅絕事件應該是逐步、緩慢的。但現在有證據顯示,有2/3的德幹地盾地形,是在一萬年內形成的,發生於6,550萬年前。顯示這次火山爆發造成了快速的滅絕事件,可能在數千年內,但還是遠比撞擊事件長。
德幹地盾火山爆發藉由數種方式造成了滅絕事件,灰塵與二氧化硫與二氧化碳等溫室氣體大量噴出,灰塵使地表的日照量下降,植物的光合作用減少;當灰塵慢慢降落至地表時,火山爆發噴出的二氧化碳氣體,可能增加了溫室效應。許多植物因此而死亡,草食性恐龍因沒有食物而滅亡,而肉食性恐龍也相繼滅絕。。在恐龍大規模滅絕前,火山爆發噴出的氣體,似乎與全球暖化有關。有證據指出在希克蘇魯伯撞擊事件之前的50萬年內,大氣溫度曾上升8°C。
在德幹地盾火山爆發仍被認為是緩慢滅絕事件時,路易斯?阿爾瓦雷茨便已提出古生物學家被少數的資料所混淆。他的警告當時被沒有被接受,但後來針對化石層的研究工作,證明早期的相關研究有誤。目前大部分古生物學家已普遍接受撞擊事件是白堊紀末滅絕事件的主要原因。不過,路易斯?阿爾瓦雷茨的兒子華爾特?阿爾瓦雷茨(Walter Alvarez)認為在這次撞擊事件前,地球上已發生其他重大事件,例如:海平面下降、造成德幹地盾的大規模火山爆發,它們可能也是這次滅絕事件的綜合原因之一。
古新世倖存者?
在K-T界線以上的地層中,偶爾會發現恐龍(不包含鳥類)的化石。在2002年,古生物學家Zielinski與Budahn宣稱在新墨西哥州聖胡安盆地發現一個鴨嘴龍科的大腿骨化石,並宣稱這是古新世恐龍的證據。該地層的年代為早古新世,接近6450萬年前。如果該骨頭不是因為風化作用而被重新沈積到該地層的話,它將被視為少數恐龍仍存活到新生代至少前50萬年的證據。除此之外,在海爾河組也發現了其他恐龍化石,位在K-T界線以上1.3公尺,年代是K-T界線後約4萬年;世界其他各地也有類似發現,包含中國。但是,許多科學家認為這些古新世恐龍可能是被沖積作用帶離原本地點,然後再被重新掩埋。
發掘歷史
早在數千年前,人類就已發現恐龍的化石,但當時並不曉得這些石頭的真實面目。古代中國人將恐龍化石認為是中國神話中的龍骨頭,並在史書中留下相關紀錄。例如在東晉時期成書的《華陽國志》中,作者常璩便記錄到,四川武城曾經發現龍的骨頭。中國本部的居民已挖掘恐龍化石多年,認為這些骨頭來自於龍,可當作中醫的藥材。在歐洲,恐龍化石則被認為是神化中的巨人遺骸,或是大洪水時期前的大型動物。居住於古代中亞地區的西徐安人,可能將當地發現的原角龍化石,描述成獅子身體、大型爪、以及鷹頭,且守衛黃金的生物,成為獅鷲的形象來源。
威廉?巴克蘭畫像斑龍是第一種被正式命名、敘述的恐龍,是在1677年被敘述,化石出土於英國牛津市附近的Cornwell的一處石灰岩採石場。這塊骨頭被鑑定出是一個動物的股骨最末端,而且被認為大於當時的任何動物。第二種被命名的恐龍則是禽龍,是英國動物學家吉迪恩?曼特爾在1822年所命名,曼特爾當時認為這些化石與鬣蜥有類似處。兩年後,牛津大學的地理學教授威廉?巴克蘭(William Buckland),挖出了更多的斑龍化石,並首次在科學期刊中敘述恐龍。
歐洲與北美洲的科學家開始關注於這些巨大蜥蜴化石。在1842年,英國古生物學家理查?歐文(Richard Owen)認為斑龍、禽龍、林龍等物種具有許多明顯共同特徵,因此建立恐龍(Dinosaur)一詞,以包含這三個屬。在維多利亞女王的丈夫艾伯特親王的支持下,歐文在倫敦南肯辛頓建立了自然歷史博物館,以展出英國的恐龍與其他動物的化石。
在1858年,第一個美洲的恐龍化石被發現。在1838年,紐澤西州哈登菲爾德鎮的一個泥灰坑挖出大型的骨頭,直到20年後,化石收藏家威廉?帕克?佛克(William Parker Foulke)在當地挖出更多的化石,並由古生物學家約瑟夫?萊迪命名為鴨嘴龍。這副鴨嘴龍標本是首次發現的接近完整恐龍化石,也顯示牠們是種二足動物,在此之前,大部分科學家認為恐龍是群類似蜥蜴的四足動物。佛克發現的鴨嘴龍標本,開啟了美國的恐龍狂潮。
愛德華?德林克?科普,化石戰爭的另一位競爭者在19世紀後期的恐龍狂潮中,奧塞內爾?查利斯?馬什與愛德華?德林克?科普間有激烈的競爭,兩人競相發現新的恐龍,這段著名的競爭稱為化石戰爭。戰爭的導火線是馬什公開指出科普的薄板龍重建有嚴重的錯誤,科普將這隻蛇頸龍類的頭部錯置到尾巴末端。兩人的競爭長達30年,直到科普在1897年死亡,科普已將他的所有資產投注於恐龍的挖掘工作中,而馬什則得到美國地質調查局的協助,有較好的發現。但許多恐龍標本,因為兩人的粗略挖掘與處理步驟,而遭到損毀或破壞,例如採用火藥來挖掘化石。儘管馬什與科普的挖掘工作不完善,但他們的貢獻非常巨大,馬什發現了86恐龍標本,科普則發現了56個,共計142個新標本。馬什發現的化石現正存放於耶魯大學的皮巴第自然歷史博物館,科普的化石則存放在紐約美國自然歷史博物館。
自1897年起,恐龍化石已在各大洲發現,甚至包含南極洲。第一個發現的南極州恐龍是甲龍科的南極甲龍,是在1986年發現於羅斯島;但在1994年,獸腳亞目的冰脊龍首先在科學期刊中被正式命名、敘述,成為第一個被命名的南極洲恐龍。
目前的恐龍挖掘熱區有南美洲南部(尤其是阿根廷)與中國。中國發現了許多有羽毛恐龍標本,當時的乾燥氣候有助於保存化石與化石化的過程。
恐龍文藝復興
開始於60年代後期的恐龍文藝復興,對於恐龍的生理學研究產生重大的影響。這個科學革命始於約翰?奧斯特倫姆(John Ostrom)發現恐爪龍是種活躍的掠食者,而且可能是種恆溫動物,與過去所認定的恐龍是種慵懶的變溫動物,有很大的不同。古脊椎動物學界開始熱烈爭論恐龍的相關學問,進而成為全球性的顯學。目前的主要新化石挖掘處,多是在過去沒被探索過的區域,例如:印度、南美洲、馬達加斯加、南極洲、尤其是中國,大部分的新發現有羽毛恐龍多出自於中國。親緣分支分類法是以不同生物的特徵來確定彼此關係,也成功地應用在恐龍的分類上。親緣分支分類法與其他現代科學方法,有助於解決不完整、破碎化石所產生的許多疑點。
大眾文化
一個19世紀的斑龍雕像,位於倫敦水晶宮公園對於人類而言,恐龍是種充滿神秘感的巨大生物。因此恐龍已成為大眾文化與媒體的一部分。在1854年,當時為維多利亞時代,倫敦水晶宮公園就建立了數座恐龍雕像,將恐龍重建為類似蜥蜴的大型四足動物。這些雕像在一般大眾間造成轟動,當時也有販售小型模型,這是最早的周邊商品之一。自水晶宮公園之後,世界各地的公園與博物館多有恐龍展覽,這些展覽更使當時大眾增加對恐龍的興趣。大眾對於恐龍的興趣有助於恐龍科學的發展。博物館之間的競爭,使馬什與科普間的化石戰爭激烈化,兩人極力發現更多、更奇特的化石,這有具於19世紀後期古生物學的發展。從查爾斯?耐特(Charles R. Knight)的一系列恐龍繪畫可以看出,在19世紀後期,恐龍已被視為活躍的動物。耐特的繪畫也可看出,當時古生物學界已將部份恐龍視為二足動物,採取尾巴拖曳在地表的三腳架步態。
首次提到恐龍的文學作品是查爾斯?狄更斯在1852年出版的《荒涼山莊》,該小說的開場提到了斑龍。恐龍還出現在許多奇幻小說中,著名的有:阿瑟?柯南?道爾(Arthur Conan Doyle)在1912年出版的《失落的世界》、麥克?克萊頓在1990年出版的《侏羅紀公園》,兩者都曾被改編為電影。一些古生物學家出版的大眾恐龍讀物,則使一般大眾對恐龍、科學產生興趣,尤其是兒童。
恐龍常是電影與動畫電影的主題之一。恐龍出現於電影中,最早可追溯到1914年的動畫電影《恐龍葛蒂》,以及同年的《Brute Force》,後者更首次創造出恐龍與原始人類打鬥的場景。在早期電影中,與恐龍有關的最著名電影分別為:1925年的《失落的世界》、以及1933年的《金剛》,後者因暴龍與金剛打鬥的場景而出名,並採用了模型、單格拍攝、接畫、背景拍攝…等多種特殊效果。其後,恐龍多次成為怪獸電影的題材,例如:1953年的《原子怪獸》、1956年的《荒山大賊王》、1966年的《大洪荒》、1969年的《暴龍關吉》。自1954年開始的日本電影《哥吉拉》與其後續作品,其怪獸哥吉拉即是參考暴龍、禽龍、劍龍等恐龍創造出來。另外,恐龍也出現在1940年的迪士尼動畫電影《幻想曲》的「春之祭」段落。
1993年的電影《侏羅紀公園》,是近年最具影響力的恐龍電影,曾位居最高電影票房榜首達四年之久,並在電腦繪圖技術有重大突破;與系列作品將一些70年代以來的新假設、發現,透過電影傳播給一般大眾,例如:活躍的形象、二足恐龍與翼龍的與正確步態、某些恐龍可能是高智商與群居的動物、比暴龍更大型的棘龍……。近年以恐龍為主題的電影或動畫電影,另有《歷險小恐龍》、《恐龍》。
拜先進的電腦繪圖技術與降低的成本所賜,近年有許多討論恐龍或史前生物的電視節目,例如:《與恐龍共舞》、《恐龍紀元》、《恐龍兇面目》、《恐龍星球》、《史前公園》、《與巨獸共舞》、以及《海底霸王》。恐龍還出現在許多兒童節目或動畫中,例如:《摩登原始人》、《金剛戰士》、《小博士邦尼》……。恐龍也成為眾多商品、玩具、電玩遊戲的主題之一。
宗教觀點
許多宗教團體關於恐龍的觀點與大多數科學家的共識不一樣, 這主要是由於科學界的看法與經文中的創造論故事相抵觸而造成的. 然而, 科學界的主流不認同那些關於恐龍的宗教解釋.
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%81%90%E9%BE%99
長毛象
長毛象是一種在石器時代分布于世界各地的動物,現在已經絕種了。可是,古生物學家卻在西伯利亞等地,仍能發掘到保存得很完整的長毛象屍體。
長毛象的形狀和現代象差不多,但是體重,據古籍記載相等于現代的一條藍鯨.頭蓋骨比較尖。長毛象最與衆不同的,也就是與現代的象不同的地方是:它渾身長滿了毛,毛的長度甚至可垂到地面;象身在頸部突起成峰,耳朵比較小,一層黃棕色的蓬亂長毛夾雜著黑色的長毛,遮住了長毛象的整個身體,甚至耳朵上都有毛;象牙的形狀也很奇特,呈螺旋形向內卷,兩牙的尖端相對。
長毛象是象類中唯一能在北極氣候下生存的,這全要仰仗它的一身長毛了。長毛象在西伯利亞生存了相當長的時間。在冰河時期,英法和北美洲等到地區有長毛象,但英法地區氣候轉暖後,長毛象也隨著消退的冰向北遷徙。這些地區的長毛象高可達4米,身體也異常重,所以會陷入冰冷的泥濘地裏,泥土凍結時,象也就被凍在其中了。
地球在150萬年前左右曾出現過幾次冰河期。所謂冰河時期是地球上的氣溫急速下降,在地表高緯度的廣大圍,全年都被冰層所覆蓋著。
若要舉冰河時代而生存的動物爲代表,可以以長毛象爲例。長毛象是在沖積世中期,大約37萬年出現,但在1萬年前就絕種的動物。
全身長著褐色的長毛,且有著大而彎曲的牙齒。它的長毛和肥厚的皮下脂肪能保護身體,禦防酷寒,而長大的牙能幫它挖起被冰雪所覆蓋的草。
長毛象的化石在歐洲、西伯利亞、北美和北海道發現。從西伯利亞的永久的凍土層中發掘出骨、皮、肉、毛、完全保存著冷凍前形狀的化石。
像這樣冷凍的長毛象,被發現有2.5萬頭之多還原封不動的保存下來。
長毛象的骨骸至少在十五世紀就爲歐洲所知,但數百年間,它們一直被視爲是巨人的骨骸。在這些早期階段,我們對于這些絕種大象的知識就開始形成。我們擁有許多保存良好的骨骸,而西伯利亞北部與阿拉斯加的永久凍土層經常可以找到結凍的屍體,它們在「大自然的冰箱」中已保存了數萬年之久。
我們的祖先也經常描繪並雕刻這些動物,讓我們對于長毛象的外表能擁有真實的構圖。
電影長毛象Mammoth
導演:Tim Cox
主演:利拉阿裏希瑞 Leila Arcieri Cole Williams Summer Glau Julia LaShae 湯姆?斯克裏特 Tom Skerritt Vincent Ventresca
簡介:
在一顆隕石撞上一座更新世(距今2000000~10000年前)博物館後,部分仍被冰凍的4萬年前古老長毛象的憤怒在鄉村小鎮橫沖直撞的宣泄。奉命不惜任何代價消除長毛象帶來的威脅,特工Powers和Whitaker被賦予17小時去消滅怪物,否則整個小鎮將會被集中摧毀。
長毛大象可能活著
據北京青年報報道,已絕種多年的長毛象(猛獁),有可能仍然生存!泰國《民族報》日前報道,當地一批科學家根據一幅空中拍攝的照片,已開始在北部叢林區尋找這種世所罕見的動物。
由叢林部官員、科學家及記者組成的探險隊是從清邁出發開始追蹤泰國長毛象之旅的。事件中的照片是由泰國王室的朗西內巴東公主所拍得,她一向關注保護叢林及野生動物。照片中的影像雖然十分模糊,但已令部分人大爲興奮,他們相信照片證明長毛象仍未絕迹或者發現新的大象品種。大象專家巴實表示,雖然他並非百分之百相信這次發現的動物跟長毛象是同一品種,但幾率很高。
泰國皇家叢林部主管表示,該部已下令有關官員全力協助科學家尋找這種長毛象,並相信它可能是一種從未在泰國發現過的印度品種大象。其他大象專家則大潑冷水,指出所有幼象出生時均長滿長毛,這次發現的所謂長毛象,有可能只是一頭未完全脫清長毛的幼象。
不過,泰國保護大象組織的工作人員在北部清邁府沙吉山的深山老林中,也聲稱多次發現長毛象的蹤影。據稱這群象共有27頭,每頭都全身長滿了長長的黑毛,特別是脊背上的毛更長。長毛象動作迅速,性情凶猛,不像一般的大象那樣行動緩慢,性情溫順。專家認爲,長毛象很可能是一種已在泰國絕迹多年的大象後代。
一般人認識的長毛象已經消失了數千年,科學家前不久在俄羅斯西伯利亞地區挖掘出一具活在2萬多年前的長毛象的遺骸,現正研究如何保存它的脫氧核糖核酸(DNA),甚至可能以克隆技術,令長毛象重現人世。
長毛象是在陸地上生存過的最大哺乳類動物,它們的全盛時期是從上一次冰河期到10萬年前,它們的活動範圍遍及整個北半球。這些龐然大物重約6到8噸。現代大象,無論是非洲象還是印度象,都是長毛象的“表兄弟”。不少科學家相信,人類的過量獵殺、疾病或自然災難是長毛象滅絕的原因。
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