白堊紀頂級掠食動物-高棘龍
高棘龍屬(Acrocanthosaurus),生活在白堊紀中期(阿普第階到阿爾比階)的北美洲,距今1億2500萬年前到1億年前。它們的化石主要發現于美國的奧克拉荷馬州、德州與懷俄明州。
高棘龍是它們所處生態系統的最大型獸腳類恐龍,并可能是頂級掠食動物,以大型恐龍為食。
模式種
阿托卡高棘龍
Acrocanthosaurus atokensis
高棘龍的名字是從其高大的神經棘而來,意為“有高棘的蜥蜴”,高棘龍的唯一種是阿托卡高棘龍(Acrocanthosaurus atokensis),種名是按其發現地方,奧克拉荷馬州的阿托卡縣來命名。
高棘龍的正模標本(編號OMNH 10146)及副模標本(編號OMNH 10147),包含兩個部分身體骨骼及一小片的頭顱骨,是發現于美國奧克拉荷馬州的鹿角組,并在1950年同時被研究。
在90年代,發現兩副較完整的身體骨骼。第一副標本(編號SMU 74646)是個部分身體骨骼,約為70%完整,大部分的頭顱骨遺失,發現于德克薩斯州的雙子山組,目前保存于沃斯堡科學歷史博物館內。
另一個更完整的身體骨骼(編號NCSM 14345)是由私人收藏家發現于鹿角組,通常昵稱為“法蘭”,經過南達科塔州的黑山地質研究院處理過后,目前保存于北卡羅萊納州羅利市的北卡羅萊納州自然科學博物館內。
高棘龍與人類的比例參考
高棘龍是最大型的獸腳類恐龍之一。
目前已知最大的個體(編號NCSM 14345)為11.5米長,重量估計為6000到7000公斤。頭顱骨的長度接近1.3米。
高棘龍頭骨與人類的比例參考
高棘龍的骨架模型
高棘龍最明顯的特征是在它們的高大的神經棘,從頸部延伸到背部、臀部及尾巴前段,長度可以達脊椎長度的2.5倍。
其他在背部有著高大背棘的恐龍,有些的背棘比高棘龍的更巨大。例如,生存于非洲的棘龍,棘龍的背棘約為2米高,約是所連接的脊椎骨的11倍長。
棘龍想象圖與棘龍骨架模型
與棘龍的背棘支撐者皮膚不同,高棘龍的背棘較低矮,可能作為健壯肌肉的附著處,類似現代的美洲野牛,并在背部形成一個高而厚的隆脊。
美洲野牛以及骨架
背棘的功能仍然未明,可能跟動物之間的視覺辨識物、儲存脂肪或控制體溫有關。所有頸椎與背椎的兩側都有明顯的側腔,而尾椎的側腔較小。這個特征較為類似鯊齒龍科,而非異特龍科。
除了脊椎以外,高棘龍具有典型的異特龍超科骨骸。高棘龍是種二足恐龍,尾巴長而重,可平衡頭部與身體的重量,將重心保持在臀部。
與異特龍相比,高棘龍的前肢較短、較粗壯,但其他方面很類似,手部都有三根手指,上有指爪。與小型的善奔恐龍不同,它們的股骨長于脛骨與跖骨,這顯示高棘龍不善于快速奔跑。
相較于異特龍,高棘龍的后肢骨頭較為粗壯。如同其他獸腳類恐龍,高棘龍的腳掌具有四根腳趾,第一趾小于其他小趾,無法接觸地面。
高棘龍的頭顱骨長、低矮、狹窄。眶前孔相當大,約占頭部的1/4長、2/3高度,可減輕頭部的重量。上頜骨兩側與鼻骨上側的表面,并不像南方巨獸龍與鯊齒龍那樣多起伏。鼻骨上有長而低矮的棱脊,從鼻孔開始,沿口鼻部的兩側,直到眼睛處的淚骨。
高棘龍的眼睛前方的淚骨沒有角冠。它們的淚骨與眶后骨愈合,在眼睛上方形成一個厚眉脊,這點與鯊齒龍科、沒有親緣關系的阿貝力龍科相同。
上頜兩側各有19顆鋸齒狀、彎曲的牙齒,但下頜的牙齒數量未明。高棘龍的牙齒比鯊齒龍的還寬,而且沒有鯊齒龍科特有的牙齒紋路。
南方巨獸龍頭骨模型
下頜的齒骨前緣呈方形,如同南方巨獸龍,齒骨的上下寬度窄,而下頜后段骨頭的上下厚度非常寬。高棘龍與南方巨獸龍的下頜上隅骨側邊都有寬厚、水平方向的棱脊。
在2005年,科學家們以X射線斷層成像分析高棘龍正模標本腦殼的內部空間,并制作了一個高棘龍的顱腔模型。它們的腦部看似鯊齒龍及南方巨獸龍,多于異特龍或中華盜龍,這支持了高棘龍屬于鯊齒龍科的假說。
高棘龍的腦部形狀稍微呈S形,大腦半球并不甚擴張,類似鱷魚多于鳥類。高棘龍的嗅球很大,呈球根狀,可見它們的嗅覺很好。
如同大部分其他的獸腳類恐龍,高棘龍的前肢無法接觸地面,因此沒有行走的功能,而是在獵食時發生作用。一個研究檢驗了骨頭與其相連骨頭的表面,以計算關節能有多少活動范圍,而不會關節脫位。如同許多現存主龍類,許多手部關節的骨頭并沒有完全相吻合,顯示這些關節有一定的軟骨。這個研究并指出當高棘龍休息時,前肢會從肩膀下垂,肱骨微向后擺,手肘彎曲,指爪朝內。
與人類相比,高棘龍的肩膀的轉動范圍很小。它們的手臂無法做出360°的旋轉幅度,但可后擺至離垂直面約109°,所以肱骨可以后擺至斜微上方。手臂可以前轉至超過垂直面約24°。
手臂無法往垂直地往下擺,但可外展至超于水平面約9°。
與人類相比,手肘的活動范圍也很小,大約只有57°的轉動幅度。手臂無法完全地伸直,也無法大幅彎曲,而肱骨不能做出90°彎曲。橈骨與尺骨互相固定,所以無法如人類的前臂,做出往內側或外側旋轉的動作。
每個腕骨之間沒有準確地相接合,顯示手腕有大量的軟骨,可使手腕堅韌。當手指向外扳時,能幾乎碰觸到手腕。
手指向內彎曲時,第一指能與第二指平行,第三指只能內彎。第一指的指爪最大,而且總是往內彎曲。第二指爪也總是彎曲的,而最小的第三指爪則可往內側、外側擺動。
除了計算前肢關節的活動范圍以外,這個研究還提出了高棘龍的獵食習性假設。
它們的前肢的前擺幅度不大,無法勾抓獵物的背部。由于前肢無法在捕捉獵物開始時派上用場,高棘龍可能主要使用嘴部來獵食。此外,前肢無法將獵物大幅拉近。只有當嘴部咬住獵物,強壯的前肢才能將獵物拉近、緊緊抓住,防止獵物逃脫。當獵物企圖逃脫時,高棘龍可用彎曲的第一、第二指爪刺住獵物的身體。手指的大幅外扳幅度是種演化適應,可讓高棘龍不用在關節脫落的風險下,抓住掙扎的獵物。一旦獵物被緊抓到身體旁,高棘龍便可用嘴部吞咬它們。
另一種可能的獵食方式則是高棘龍以嘴部咬住獵物,并用前肢不斷地往自己拉,用指爪劃出大型的傷口。
由于高棘龍是種大型掠食動物,它們被推測生存于大范圍的地區,居住于許多不同的環境。
高棘龍的獵食對象可能有:蜥腳類的帕拉克西龍、體積龐大的波塞東龍、以及大型鳥腳類恐龍如腱龍。
恐爪龍也生存于同一地區,它們是種小型獸腳類恐龍,身長約3米,極可能與高棘龍有少許的競爭。
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