一項新研究顯示,隨著時間的推移,獸腳亞目恐龍進化出了更堅固的下顎,使它們能夠食用更堅硬的食物。研究人員利用數字建模和計算機模擬,發現了獸腳亞目恐龍下顎進化的一個共同趨勢--在所有群體中擴大後顎部分,以及在食肉動物中進化出一個上翹的下顎,在食草動物中進化出一個下翹的下顎。
科學家們12月16日在《當代生物學》雜誌上發表了他們的研究結果,他們透露,生物力學分析顯示,這些形式上的變化使得頜骨在咬合時機械上更加穩定--最大限度地減少了骨頭斷裂的機會。
由伯明翰大學的科學家領導的國際團隊建立了來自五個不同的獸腳亞目恐龍群體的40多個下顎的數字模型,包括典型的食肉動物,如霸王龍和迅猛龍,以及不太知名的食草動物,如似鳥龍、鐮刀龍和竊蛋龍。
領導這項研究的伯明翰大學的博士研究員Fion Waisum Ma說:“儘管在流行文化中,獸腳亞目恐龍總是被描繪成可怕的掠食者,但事實上,它們在飲食方面非常多樣化。有趣的是觀察到隨著時間的推移,食肉動物和食草動物的下顎在結構上都變得更加強大。這使它們有能力開發更多的食物。”
“獸腳亞目在其1.65億年的進化歷史中經歷了極端的飲食變化。它們一開始是食肉動物,後來演變成更專門的食肉動物、雜食動物和食草動物。研究它們的進食機制如何變化是理解其他脊椎動物飲食過渡的關鍵。”
例如,在像西雅茨龍這樣的食肉動物中,其有一個相對纖細和直的下顎。但是後來的形式,如特暴龍和暴龍,進化出更強大的下顎,前部向上彎曲,這增加了下顎強度。
擁有一個強化的下顎對於食草恐龍來說特別重要,因為它們的下顎在重複尋找植物時要承受相當大的壓力。像死神龍和尾羽龍這樣的食草動物有極度向下彎曲的頜骨,可以幫助消解這種壓力。
伯明翰大學的高階講師、該研究的資深作者Stephan Lautenschlager博士說:“看到獸腳亞目恐龍如何根據它們的飲食習慣進化出不同的策略來增加下顎的穩定性是非常迷人的。這是透過骨重塑來實現的--這是一種機制,骨沉積在頜部在進食過程中經歷高壓力的區域。”
研究人員透過成長研究分析了暴龍科恐龍的進食機制,並觀察到成年食肉動物,如霸王龍和特暴龍,其更深和更上翹的下顎與它們的幼年形式相比,結構上更強。
Lautenschlager博士進一步解釋說:“顎部透過生長和時間的強化之間的相似性表明,幼年恐龍的發育模式最終影響了整個群體的進化。這很可能促進了獸腳亞目恐龍的頜骨進化,以及它們在1.5億年內的整體成功。”