古生物學(xué)家長(zhǎng)期以來一直在努力研究如何根據(jù)化石區(qū)分雄性和雌性恐龍。但新的研究可能會(huì)讓科學(xué)家更接近識(shí)別一組恐龍的性別。

鴨嘴龍，又稱鴨嘴恐龍，常見于白堊紀(jì)晚期（100.5至6600萬年前），這些食草動(dòng)物的骨骼遍布多個(gè)大陸。

一些鴨嘴龍化石顯示出外傷性骨損傷愈合的證據(jù)，所有這些都位于同一位置：在尾巴根部后的椎骨上。

化石記錄中沒有發(fā)現(xiàn)保存恐龍生殖器官證據(jù)的軟組織，在化石中觀察到的差異通常被認(rèn)為是由于物種或年齡造成的，而不是性別。此外，恐龍含有化石蛋的證據(jù)也很難獲得。

周二發(fā)表在《iScience》雜志上的一項(xiàng)新研究的作者認(rèn)為，這些傷害發(fā)生在交配過程中——它們可以用來表明哪些化石屬于雌性鴨嘴龍。

“這將改變游戲規(guī)則，因?yàn)樗鼘⑹褂嘘P(guān)雄性和雌性恐龍之間差異的其他問題得到回答，”主要研究作者、比利時(shí)皇家自然科學(xué)研究所地球與生命史運(yùn)營(yíng)局的研究員Filippo Bertozzo博士說。

加拿大古生物學(xué)家達(dá)倫·坦克 （Darren H. Tanke） 在整個(gè) 1980 年代首次注意到他在艾伯塔省恐龍省立公園發(fā)現(xiàn)的骨頭上的鴨嘴龍椎骨受傷。坦克最初的假設(shè)是，它們是由雄性鴨嘴龍?jiān)诮慌溥^程中騎上雌性造成的，但他的說法主要基于在加拿大發(fā)現(xiàn)的化石。

貝爾托佐在2019年前往俄羅斯進(jìn)行研究時(shí)，在研究鴨嘴龍 Olorotitan arharensis 的化石時(shí)注意到了同樣的傷害。在貝爾法斯特女王大學(xué)期間，他正在攻讀鴨嘴恐龍疾病的博士學(xué)位。貝爾托佐邀請(qǐng)?zhí)箍伺c他一起進(jìn)行新的研究。

“為了支持行為主張，你需要有一個(gè)廣泛的數(shù)據(jù)集，能夠涵蓋化石化、保存和收集的偏見，”貝爾托佐說，“此外，恐龍生物力學(xué)模擬并不像今天那么發(fā)達(dá)，達(dá)倫無法檢驗(yàn)他的假設(shè)。”

研究人員和他們的合作者一起分析了北美、歐洲和俄羅斯博物館保存的不同鴨嘴龍物種的近500塊尾椎。他們?cè)诓煌瑯?biāo)本的尾巴中部發(fā)現(xiàn)的損傷和畸形驚人地相似。

“在尾巴的底部，在骶骨和尾巴的中點(diǎn)之間，神經(jīng)棘（椎骨頂部的細(xì)長(zhǎng)條，我們?cè)谌梭w解剖學(xué)中稱之為”棘突“）在它們的尖端被折斷，有時(shí)沿著脊柱的主體，”貝爾托佐說。

他說，尖端要么傾斜、腫脹、傾斜，甚至缺失——這意味著受傷導(dǎo)致尖端折斷并被身體重新吸收。

貝爾托佐說，每個(gè)標(biāo)本的幾塊椎骨上都可以看到損傷，這表明損傷是沿著尾巴的主線蔓延的。

該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多次模擬，看看這些傷害是否可能是由于恐龍日常生活中的其他活動(dòng)造成的，例如不小心踩到對(duì)方的尾巴、運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉拉傷、打架、被獵殺、進(jìn)食或行走。

但根據(jù)這項(xiàng)研究，沒有一種情況會(huì)始終如一地產(chǎn)生化石上看到的傷害。

相反，作者認(rèn)為雄性可能騎在側(cè)臥的雌性身上，并在交配過程中壓在雌性的尾巴上，不小心折斷了神經(jīng)棘。

“交配假說是目前最能解釋我們的觀察和數(shù)據(jù)的假說，”貝爾托佐說，“最好的證據(jù)是，我們?cè)诓煌攸c(diǎn)和時(shí)間的許多不同物種中發(fā)現(xiàn)了這種情況，這表明這不是特定物種的事情，而是一種在所有物種中都是保守的事件，發(fā)生在所有物種身上，那就是交配?！?/p>

這些傷勢(shì)似乎也不致命，因?yàn)橛杏系嫩E象，甚至有第二次受傷的證據(jù)。

“在繁殖過程中積極追求雌性聽起來可能對(duì)物種的延續(xù)不利，但我們已經(jīng)在許多現(xiàn)代物種中目睹了類似的現(xiàn)象，例如海獅、海龜和某些鳥類，”研究合著者、貝爾法斯特女王大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院教授加雷斯·阿諾特在一份聲明中說，“生殖競(jìng)爭(zhēng)是動(dòng)物生物學(xué)中最復(fù)雜的話題之一，尤其是對(duì)于滅絕的物種而言。”

巴塞羅那自治大學(xué)米克爾·克魯薩豐加泰羅尼亞古生物學(xué)研究所恐龍生態(tài)系統(tǒng)研究小組的研究員阿爾伯特·普列托-馬爾克斯博士認(rèn)為，愈合的中尾骨折的一致?lián)p傷模式很可能是一個(gè)真正的信號(hào)，而不是巧合。他沒有參與這項(xiàng)研究，并對(duì)研究人員的創(chuàng)造性洞察力表示贊賞，但認(rèn)為需要更多證據(jù)。

“目前，我們無法僅通過觀察尾巴受傷來識(shí)別雄性和雌性恐龍，”他說，“可以肯定的是，我們需要在我們知道是雌性的標(biāo)本中找到相同的模式，例如保存了卵子或髓質(zhì)骨。”

髓質(zhì)骨是在鳥類和恐龍長(zhǎng)骨的空腔內(nèi)形成的臨時(shí)組織，為蛋殼提供鈣，此前曾在2016年用于識(shí)別懷孕霸王龍的研究。例如，根據(jù)這項(xiàng)研究，在雞中，髓質(zhì)骨在第一個(gè)雞蛋產(chǎn)下前一到兩周形成，并在最后一個(gè)雞蛋產(chǎn)下后約三周被重新吸收。

作者寫道，如果同樣的模式發(fā)生在恐龍身上，那么任何包含這種證據(jù)的恐龍都會(huì)在繁殖期大約五周的時(shí)間范圍內(nèi)死亡。

貝爾托佐說，如果這一假設(shè)能夠得到證實(shí)，它可能會(huì)開辟一種全新的方法來理解遭受此類傷害的完整鴨嘴龍化石。

“這可能會(huì)帶來一系列影響，例如測(cè)試頭骨嵴是否因性別而異，或識(shí)別以前分配給新物種的解剖特征，”他解釋道。

但需要更多的數(shù)據(jù)來支持這項(xiàng)研究。盡管該團(tuán)隊(duì)編制了一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)集，但他們渴望研究來自中國(guó)和南美洲的化石以繼續(xù)他們的比較。貝爾托佐說，他們還希望使用更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)模擬來包括不同受傷情況下的尾巴運(yùn)動(dòng)和肌肉體積。

貝爾托佐還很好奇其他類型的恐龍是否也存在這種傷害，比如長(zhǎng)頸蜥腳類恐龍。他很驚訝地發(fā)現(xiàn)，禽龍是鴨嘴龍的祖先，在化石記錄中也很常見。

“這個(gè)故事才剛剛開始，我希望我們的故事只是更好地了解恐龍生活的這一方面的第一步，”貝爾托佐說。

蘇格蘭愛丁堡大學(xué)古生物學(xué)和進(jìn)化學(xué)教授史蒂夫·布魯薩特（Steve Brusatte）說，根據(jù)骨骼確定恐龍的雄性和雌性恐龍需要很高的舉證責(zé)任，這在歷史上一直很困難，他沒有參與這項(xiàng)研究。

“作者已經(jīng)闡述了他們的觀點(diǎn)，我認(rèn)為他們提供了一個(gè)令人信服的論點(diǎn)，但與恐龍行為的許多方面一樣，我們?cè)跀?shù)千萬年前還沒有將它們作為真正的動(dòng)物來觀察，所以這些解釋總是會(huì)有某種程度的懷疑，某種程度的不確定性，“他說。我們常常分不清男孩和女孩。

日本北海道大學(xué)博物館脊椎動(dòng)物古生物學(xué)教授小林義嗣博士發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)研究是他在最近的恐龍古生物學(xué)中見過的最具想象力的研究之一，并認(rèn)為該研究中的建模排除了其他可能的原因。雖然小林發(fā)現(xiàn)了鴨嘴龍的新物種，但他沒有參與這項(xiàng)新研究。

然而，雖然小林覺得這個(gè)假設(shè)很有趣，但他認(rèn)為這是一個(gè)大膽的起點(diǎn)，而不是確鑿的證據(jù)。

“這項(xiàng)研究為了解恐龍的私生活打開了一扇迷人的窗口，”他在一封電子郵件中寫道：即使并非所有結(jié)論都成立，它表明骨骼可以保留我們從未想過會(huì)看到的行為痕跡。想到即使是這些古老生物的傷疤也能揭示它們最親密生活的時(shí)刻，毫不夸張地說，是寫在它們骨頭上的恐龍的“愛情生活”，真是令人興奮。