蜥腳下目
蜥腳下目(學名:Sauropoda)又稱蜥腳亞目、龍腳下目、真蜥腳亞目,在希臘文裡意為「有蜥蜴般的腳」,是蜥臀目的一個下目,是由奧塞內爾·查利斯·馬什(Othniel Charles Marsh)在1878年建立。
蜥腳類恐龍具有小型頭部、長頸部、長尾巴、以及粗壯的四肢。牠們是目前已知陸地上出現過的最巨大動物,包括許多知名的屬,如迷惑龍(原名為雷龍)、腕龍、梁龍等。
蜥腳類恐龍首次出現於三疊紀晚期(2億1000萬年前),牠們當時的外表類似基礎蜥腳形亞目恐龍。到了侏儸紀晚期(1億5000萬年前),蜥腳類恐龍的分布廣泛,尤其是梁龍科與腕龍科。只有泰坦巨龍類存活到白堊紀晚期,但牠們幾乎分佈於全球。
然而,泰坦巨龍類與其他非鳥類的恐龍在白堊紀-第三紀滅絕事件中滅絕了。蜥腳下目的化石在各大陸都有發現,包含南極洲。
但是,很少發現完整的蜥腳類化石。許多物種,尤其是最大型的物種,僅發現相關聯或是非天然狀態的骨頭。許多接近完整的標本都缺乏頭部、尾巴末端、以及四肢。蜥腳下目和原蜥腳亞目都屬於蜥腳形亞目,他們和絕大多數恐龍都屬於蜥臀目。
目錄
體徵
蜥腳類恐龍是植食性四足動物,通常擁有長頸部與匙狀牙齒。牠們擁有小型頭部、巨大身體、通常擁有長尾巴。牠們的後肢粗壯、筆直,後腳掌有五個腳趾,只有內側三、四趾具有趾爪。與後肢相比,前肢較為修長,前腳掌只有拇指有大型指爪。大部分科普書籍的想像圖,在這些無趾爪的位置加上蹄狀趾爪。在蜥腳類恐龍之中,近側尾椎有高度可鑑定性。
蜥腳類恐龍的部分背椎移到頸部的位置,導致頸部至少有12節脊椎,延長了頸部長度。脊椎的神經棘形狀可容納韌帶,以協助抬高頸部與支撐頭部重量。尾椎至少有44節。柱狀四肢演化成可支撐龐大身體重量,踝部有軟骨可緩衝、避震。前肢有五根指頭,但指頭骨頭數量減少。牠們以腳趾行走,腳掌離地且有肉墊支撐重量。大型鼻開孔位於頭顱骨的後段。而恥骨或許可能支撐大型腸道[1]。
體型
蜥腳下目的最明顯特徵是牠們的體型。即使是侏儒型的蜥腳類恐龍,例如歐羅巴龍的身長可能達5到6公尺,也是牠們所處生態系統中最大的動物之一。唯一可以在體型上與牠們匹敵的是鬚鯨科動物,例如藍鯨。但與鯨魚不同的是,蜥腳類恐龍全都生存在陸地上。有些蜥腳類恐龍的頭部維持在低高度,例如梁龍科;而其他蜥腳類恐龍則維持在很高的高度,例如圓頂龍。
蜥腳類恐龍的身體外形並沒有其他恐龍多樣化,原因可能是體型限制,但牠們仍擁有許多種類。有些蜥腳類恐龍擁有極長的尾巴,例如梁龍科,牠們可能將尾巴當作鞭子般揮打,末端可產生音爆[2],或是造成掠食動物的傷害[3]。在化石較為完整的蜥腳類恐龍中,超龍可能是最長的恐龍,身長可達33到34公尺[4],但其他如地震龍、舊紀錄保持者梁龍也擁有極長的身長。易碎雙腔龍(Amphicoelias fragillimus)只發現一個脊椎骨,但身長可能達到55到60公尺,比藍鯨還長,但易碎雙腔龍的唯一化石卻在敘述不久後遺失了。而目前最長的陸地脊椎動物是網紋蟒,身長只有8.7公尺。
其他蜥腳類恐龍,例如腕龍科,擁有高肩膀與極長頸部,使牠們的身高非常高。波塞東龍可能是最高的恐龍,身高可達18公尺。而原本的頸部最長恐龍為馬門溪龍,身長有22到26公尺。而目前最高的動物是長頸鹿,身高只有4.8到5.5公尺。
其他體型特別大的蜥腳類恐龍包含:阿根廷龍的體重為80到100公噸之間,可能是最重的恐龍;富塔隆柯龍、潮汐龍、安第斯龍、南極龍、銀龍等大型恐龍的體型接近阿根廷龍。有些泰坦巨龍類可能更重,如巨體龍的體重可能為175到220公噸之間,但證據很少。而目前最大的陸地動物為非洲象,體重不超過10公噸。
最小型的蜥腳類恐龍包含:歐姆殿龍(4公尺)、侏儒種泰坦巨龍類馬扎爾龍(5.3公尺)、以及侏儒種腕龍科的歐羅巴龍(6.2公尺)[5]。發現於德國的歐羅巴龍,其小型體型可能是因為島嶼環境隔離而造成的。梁龍科的短頸潘龍擁有非常短的頸部,是梁龍科中最短的物種。其他蜥腳類恐龍的頸部可生長到背長的四倍,但短頸潘龍的頸部比牠們的身體還短。
四肢與腳掌
蜥腳類恐龍是群體型巨大的四足動物,因此四肢能夠承受相當大的重量。蜥腳類恐龍與現代大型四足動物(例如大象)的前腳結構不同。牠們的前腳掌骨頭以垂直方式排列、接觸地面;而大象的前腳掌骨頭往兩側稱開,形成寬廣的腳掌,手指骨頭縮短。原始蜥腳類恐龍(例如火山齒龍、巨腳龍)的手部骨頭仍往兩側稱開,具有腳指。真蜥腳類的前腳掌只有蹄狀指爪,無法看到腳指。蜥腳類恐龍的後腳掌寬廣,大部分物種只有三個腳趾。
蜥腳類恐龍的掌骨以半圓形、垂直地面方式排列,所以牠們的前腳足跡呈馬蹄狀。根據足跡化石,蜥腳類的前腳掌沒有肉墊,與大象不同。大部分蜥腳類只有拇指具有明顯的指爪,功能仍未知。梁龍科的拇指指爪最大;而腕龍科的拇指指爪最小,某些足跡化石甚至無法辨認出拇指指爪。
除了早期物種(如詹尼斯龍),泰坦巨龍類沒有拇指指爪。泰坦巨龍類是最特殊的蜥腳類恐龍,除了沒有指爪,前腳掌的指骨都已退化、消失。泰坦巨龍類的前腳掌只有柱狀的掌骨。
根據葡萄牙發現的足跡化石,至少某些蜥腳類恐龍(可能屬於腕龍科)的前腳掌的底部、側邊,覆蓋者小型的長刺狀鱗片[6]。泰坦巨龍類的掌骨底部(接觸地面端)的形狀寬廣、呈方形,某些標本的前腳掌保存了軟組織,顯示泰坦巨龍類的前腳掌可能具有肉墊。
Matthew Bonnan提出蜥腳類恐龍的四肢骨頭,在成長的過程中會保持大致的形狀,長寬高以相等的程度增加。業餘科學家Jim Schmidt認為四肢以柱狀方式直立的動物,四肢骨頭會採取這種生長方式。大部分脊椎動物的四肢骨頭在成長過程中,長寬高的成長幅度不一致,造成形狀上的改變,以與增加的體重相符[7][8]。
氣囊
如同獸腳亞目與鳥類,蜥腳類恐龍的脊椎內部具有複雜的凹處、洞孔、空室,生前可能包含氣囊,類似鳥類的呼吸系統。早期蜥腳類恐龍只有頸椎具有氣腔,新蜥腳類的薦椎也出現氣腔。梁龍超科與泰坦巨龍類也個別發展出前段尾椎的氣腔。
在蜥腳下目的研究歷史早期,古生物學家就已辨認出這些動物具有氣腔。在19世紀晚期命名的鳥面龍(Ornithopsis),曾經因為脊椎的空腔,而被認為是種翼龍類。
身體裝甲
有些蜥腳類恐龍擁有由皮內成骨形成的裝甲(例:薩爾塔龍、葡萄園龍)。有些屬的背上擁有尖刺(如奧古斯丁龍),而其中幾屬擁有尾槌(蜀龍)。
發現歷史
已知最早的蜥腳類化石,是在英格蘭發現。這些零散的化石,最初被鑑定為其他動物。當時並不清楚這些動物的外表,以及與其他恐龍的演化關係。
第一個被科學方式研究的蜥腳類化石,是一顆牙齒。在1699年,Edward Lhuyd在英格蘭牛津市近郊發現一顆牙齒化石,命名為Rutellum implicatum。在2002年,科學家發現這顆牙齒屬於蜥腳下目恐龍。但是,這個學名的建立早於林奈氏分類系統的建立,而且已經超過50年不曾被任何科學期刊使用,而且是個根據牙齒而被建立的學名,因此本身也是個無效的遺失名[9]。
在1841年,理查·歐文(Richard Owen)根據稍早發現的大型零散骨頭,認為是種未知的大型海生爬行動物,是現代鱷魚的近親,於是命名為鯨龍(Cetiosaurus),意為「鯨魚蜥蜴」。同時,他將兩顆心臟形狀的牙齒,判斷是種未知的大型爬行動物,並命名為央齒龍(Cardiodon)。鯨龍與央齒龍成為最早被科學方式敘述、命名的蜥腳類恐龍。但在1842年,理查·歐文建立恐龍(Dinosauria)一詞,並當時沒有包含鯨龍與央齒龍。
在1850年,吉迪恩·曼特爾(Gideon Mantell)重新研究數個被歸類於鯨龍的骨頭,他發現其腿部骨頭具有髓腔,這是種陸地動物的特徵。曼特爾將這些骨頭建立為畸形龍(Pelorosaurus),屬於恐龍。但是曼特爾並沒有發現畸形龍與鯨龍的相似處。
在1870年,哈利·絲萊(Harry Seeley)鑑定一些脊椎骨,他發現這些脊椎屬於一種大型動物,內部具有氣囊。由於當時只有鳥類與翼龍目的骨頭具有氣囊,哈利·絲萊將這些脊椎命名為鳥面龍(Ornithopsis),意為「鳥的面孔」,並歸類於翼龍目。
隨者更完整的鯨龍化石的出土,約翰·菲力普斯(John Phillips)在1871年提出鯨龍是畸形龍的近親,也屬於恐龍。自從1870年代開始,美國發現更多、更完整的蜥腳類化石(尤其是迷惑龍、圓頂龍),古生物學界才拼湊出這些大型爬行動物的外形。在1877年,John A. Ryder繪製圓頂龍的重建圖,這是第一個蜥腳類恐龍的重建圖。同樣在1877年,理查德·萊德克(Richard Lydekker)根據在印度發現的零散脊椎,命名為泰坦巨龍(Titanosaurus),這是首次在南方大陸發現的蜥腳類恐龍。
在1878年,奧塞內爾·查利斯·馬什(Othniel Charles Marsh)發現了當時最完整的蜥腳類化石,並命名為梁龍。馬什同時建立蜥腳亞目(Sauropoda),意為「蜥蜴的腳」,包含鯨龍、梁龍、以及牠們的近親,以有別於其他已知的恐龍分類單元。
參考文獻
- ↑ David Lambert, Darren Naish, Elizabeth Wyse. Encyclopedia of Dinosaurs and Prehistoric Life. Dorling Kindersley Publishers Ltd. 2002.
- ↑ Peterson, Ivars. Whips and Dinosaur Tails. Science News. March 2000 [2007-07-07].
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- ↑ Lovelace, David M.; Hartman, Scott A.; and Wahl, William R. Morphology of a specimen of Supersaurus (Dinosauria, Sauropoda) from the Morrison Formation of Wyoming, and a re-evaluation of diplodocid phylogeny. Arquivos do Museu Nacional. 2007, 65 (4): 527–544.
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- ↑ Bonnan, Matthew F. Linear and Geometric Morphometric Analysis of Long Bone Scaling Patterns in Jurassic Neosauropod Dinosaurs: Their Functional and Paleobiological Implications. The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology. 2007, 290 (9): 1089. doi:10.1002/ar.20578.
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