能一口吞下公交车的海洋巨兽,脑袋比人类脑袋还要大的肉食巨鸟,在天空中成群翱翔、大如小型飞机的大鸟……古生物学家不断发现曾经生活在地球上的身形巨大的奇特远古灭绝动物,包括巨大的恐龙、哺乳动物、鸟类、鱼类等,这些古生物的发现向我们展现了远古地球生机勃勃的生命景观。
哈斯特鹰是曾经生活在新西兰的一种巨鹰,也是迄今已知最大的鹰,曾高踞当地食物链的顶端。哈斯特鹰主要以一种巨大的鸟类——恐鸟为食,后者有点像现代鸵鸟,不会飞,现已灭绝。研究人员曾在体重达200千克的恐鸟的化石骨骼上发现了哈斯特鹰留下的爪痕。哈斯特鹰的体形如此之大,已接近鸟类飞行的物理极限。研究表明,当体重达到某个极限,鸟类就无法正常飞行,这个极限大约为15千克体重,而这正是哈斯特鹰的估计体重。
哈斯特鹰的祖先是一种很小的鹰,体重仅约1千克,相当于一只小松鼠,它们从澳大利亚越洋来到新西兰,最终进化为体重可达15千克、翼展可达3米的体形庞大的猛禽。相比之下,现代体形较大的猛禽秃头鹰的体重约6.4千克,翼展约1.8米。
哈斯特鹰在到达新西兰之后,经过一万年的进化后,体重增加了15倍,如此快速变化的例子在陆地脊椎动物中是绝无仅有的。那么是什么原因使得哈斯特鹰能在地质时间的“瞬间”进化为以巨大动物(如恐鸟)为食的掠食动物呢?有科学家认为,哈斯特鹰最初抵达新西兰时,岛上还没有其他动物可以与它们争夺像恐鸟这样的“大餐”,食物来源丰富,而它们又拥有足够的能力去获得这些丰富的食物,体形最大并能捕杀最大猎物的个体最可能成功繁殖后代,于是哈斯特鹰的体形在短暂的地质时期内迅速变大。
1871年,科学家根据出土的化石骨骼知道了哈斯特鹰的存在,但对这种巨型动物的行为并不完全清楚。由于其体形巨大,一些科学家认为它们是食腐动物,而不是掠食动物。现在,科学家利用现代扫描技术对哈斯特鹰的颅骨和脊柱等身体构造进行研究,并建立计算机模型,再与现代食腐鸟类和掠食鸟类进行比较,最终了解了这种已灭绝巨鹰的生活习性。
研究表明,哈斯特鹰从空中攻击目标猎物的速度可达每小时80千米,在捕食时以猎物的咽喉部和头部为袭击目标,其爪子力量强大,足以捕杀体重达260千克的恐鸟,甚至可能还攻击过早期人类小孩。
700年前,在人类首次抵达之前,新西兰是一个没有陆地哺乳动物的鸟类王国,在这个鸟类的世外桃源中生活着250多种鸟类,形成了一种独特的生态环境。哈斯特鹰曾是新西兰最早的居民毛利人的洞穴绘画和神话故事中的主要题材。然而,在人类到达新西兰岛之后不久,哈斯特鹰的主要食物恐鸟被人类猎杀殆尽,大部分茂密的森林牺息地也被人类砍伐消失,哈斯特鹰于公元1400年左右从岛上消失。与此同时,岛上鸟类中的约40%遭到了与哈斯特鹰同群的命运,在人类到老之后不久相继灭绝。
科学家指出,哈斯特鹰生活的那个世界已经消失,如今由于人类活动,许多栖息地正在受到威胁,哈斯特鹰的灭绝对于我们来说是一个深刻的教训。
这是新近发现的一种生活在侏罗纪晚期至白垩纪早期(距今约1.35亿年前)的已灭绝海洋生物,身长约4米,口吻部长达46厘米,长有10厘米长的上下交错的锯齿状的巨大牙齿,是一种巨大的食肉动物。这种远古海洋生物长有恐龙样的头,鳄鱼般的身体,以及鱼的鳍,拥有好莱坞恐怖电影中“哥斯拉”怪兽的一些特点,因此科学家给它起了一个绰号一“哥斯拉”,学名是Dakosaurus,在希腊语中的意思是“凶猛的蜥蜴”。
科学家在对化石进行研究后,确认这种远古巨怪系鳄鱼家族成员,但比同一时间的其他鳄鱼要凶猛得多,其他一些鳄鱼长而小的口吻部和针状的牙齿只适合捕食小鱼和软体动物,这种巨型鳄鱼刚好相反,其口吻部较短,颌部巨大,长着有锯齿边缘的巨齿。这些都表明“哥斯拉”拥有巨大的咬合力,能够从猎物身上撕咬下大块的肉块,在其生活的年代,它们显然处于海洋食物链的顶端,是当时海洋中最恐怖的掠食动物。
巨鳄“哥斯拉”很多时候都在岸上生活,但从其对海洋生活的适应程度来看,这种巨鳄很可能是在海里完成交配的。至于它们究竟是像海豚和鱼龙那样在海里产仔,还是像海龟那样上岸产仔,这些问题由于其卵和巢穴至今未被发现,目前还不得而知。
巨鳄“哥斯拉”体长4至5米,与如今生活在地球上的鳄鱼相比,体型不可谓不大。呈流线型的身体,鳍状的尾巴,可以让它们在水中最大限度地发挥动力学效率。与现代鳄鱼相比,它们的游泳水平显然更胜一筹。
巨鳄“哥斯拉”的骨骼化石是在巴塔哥尼亚发现的,那里曾经是一个热带太平洋海湾。大约1.35亿年前,当巨鳄“哥斯拉”在海洋中徜徉之时,地球上还生活着种类众多的鳄鱼,但前者的巨大体形和凶猛,令其他种类的鳄鱼望尘莫及。
科学家根据对在罗马尼亚最新发现的远古巨型食肉动物——洞熊的头骨化石进行的研究指出,除了剑齿虎、狼以及吃人的猛禽让我们人类的祖先担惊受怕之外,洞熊是另一种让我们祖先不得安宁的凶猛动物。换言之,洞熊曾经是我们人类祖先面临的最强劲的对手之一。之前科学家认为洞熊是一种食草动物,以浆果和草根为食,而最近在喀尔巴阡山脉发现的洞熊骨骼化石则表明,它们完全不是我们想象的温和模样,而是非常凶猛的食肉动物,它们甚至还吃人。
洞熊的学名为Ursus spelaeus,生活于更新世时期的欧洲。“洞熊”之名源自于其化石大部分都是在洞穴中被发现的,这也表明这种动物在洞穴中的时间远多于棕熊,后者只在冬眠时才会进入洞穴中。因此,在洞穴里发现的大量骨骼几乎都是属于洞熊的。洞熊体形巨大,雄性可长到1000千克,相当于最大的阿拉斯加棕熊和北极熊,后两者是如今生活在地球上的最大的熊,平均体重约500千克。
根据最新估计,洞熊灭绝于大约2.78万年前,比以前估计的要早13万年,是地球历史上最近一次生物大灭绝中最早灭绝的大型哺乳动物。继洞熊之后灭绝的大型哺乳动物还有猛犸象、披毛犀、巨鹿和洞狮等。那么,是什么原因导致这些大型哺乳动物灭绝的呢?这一直是个难解之谜。有科学家认为是早期人类的狩猎活动导致了巨型哺乳动物的灭绝,但另有科学家认为这种说法缺乏令人信服的证据。还有一种理论认为,可能是某种未知的病毒或细菌导致了大型哺乳动物的灭绝。但这种理论无法解释为什么体形大小迥异的多种动物会几乎同时灭绝。
对洞熊骨骼化石进行的放射性年代测定发现,洞熊灭绝的年代与地球气候发生剧烈变化的年代正相吻合,这表明洞熊是在欧洲最后一次冰川期灭绝的。研究认为,当时生活在地球上的一些大型哺乳动物主要以素食为主,特别是以某些专门的植物为食,由于冰川期地球气候明显变冷,使其赖以生存的植被大量消失,食物的严重匮乏最终导致这些大型哺乳动物灭绝。与其他灭绝的巨型动物相比,洞熊生活在一个相对有限的地理范围内,其活动范围仅局限于欧洲(从西班牙到俄罗斯乌拉尔山脉),加上其以高品质的植物为食的素食生活方式,这或许就是洞熊的灭绝时间远早于其他巨型哺乳动物的主要原因。不过,最新研究也指出,洞熊虽以素食为主,但并不排斥肉食,属于杂食性动物,它们的食物中至少包括了部分动物蛋白,可能是一些在冬眠中死去的同类,或者与它们同时代的体形较小的欧亚棕熊。
那么,与欧洲洞熊拥有共同祖先的棕熊如今足迹已遍及欧洲和亚洲北部的大部分地区,它们为什么能一直生存至今呢?这个问题目前还没有确切答案,可能涉及到两者的不同的饮食偏好、冬眠策略、地理范围、栖息地偏好,也许还有人类捕食等因素在内。
1774年,科学家首次描述了洞熊,并将其归属于龙、独角兽、猿、犬科动物或猫科动物等。1794年,又有科学家对新发现的洞熊骨骼化石进行了描述,并将其命名为“洞熊”,认为它们应该属于北极熊一类的动物。之后,人们对这种巨型古生物进行了两百多年的科学研究,但至今为止,洞熊灭绝的时间和原因仍然存有争议。
想象一下,一群像小型飞机一样大的鸟在天空翱翔,那该是多么壮观的景象!这就是5000万年前生活在如今英国的古老的巨大海鸟骨齿鸟。
科学家在英格兰东南海岸泰晤士河口附近发现了一具保存完好的史前巨型飞禽的化石骨骼,这种巨禽属于已经灭绝的一种鸟类,其体形大如小型飞机,光翼长就近5米,最为奇特的是,其嘴部有锋利的齿状骨骼结构。这种5000万年前飞翔在如今英格兰的天空中的巨禽是现代鹅与鸭的近亲。
按今天的标准来看,这是一种相当奇特的动物,尤其是其鸟喙的边缘处有着锐利的齿状突出,也即“伪齿”(构成物质是角蛋白,和构成我们的头发和指甲的物质相同,而真正的牙齿是由珐琅质和象牙质构成的)。现代鸟类的祖先在进化过程中为了减轻重量,以更有利于飞行而失去了牙齿。但科学家认为,骨齿鸟(也叫伪齿鸟,史前时代的一种大型海鸟大家族)重新进化出“伪齿”也是有其充分理由的。这些远古海鸟经常在海面飞掠,用翅膀击杀捕猎鱼类和鱿鱼,如果它们的喙与其他鸟类一样,就很难将滑溜溜的鱼抓牢。所以,为了猎食的需要,在它们的喙上渐渐演化出了“伪齿”,以防止到嘴的食物溜走。
骨齿鸟的另一个特点是体形硕大,即使是体形最小者也有现代信天翁那般大。最大骨齿鸟的翼展可达5至6米,是有史以来最大的飞鸟。在整个新生代,这种鸟类中的庞然大物是海洋上空的主宰,它们与人类进化的时间擦肩而过,最后存在的骨齿鸟与早更新世的人类生活于同一个时代。
有理论认为,在其他一些海鸟、鲸类动物和鳍类动物的大规模进化的竞争之下,骨齿鸟渐渐消失。但事实上,骨齿鸟与鲸类动物、鳍足类动物和其他鸟类之间对食物的竞争也许并那么激烈。鸟类和鳍足类动物都需要在沿海平坦的海滩上抚育后代,因此对“育婴地”的竞争可能会影响到鸟类的种群数量。但是,岛屿或沿海地区的丘陵高地也能为骨齿鸟提供抚育后代的场所,而那些地方却是鳍足类动物可望而不可及的地方。就像今天的许多信天翁一样,骨齿鸟可能也需要强大的上升气流以帮助起飞,所以它们或许更愿意选择在地势较高处建筑巢穴抚育后代,而不愿到鳍足类动物的聚居处去争夺有限的生存空间。
科学家推论,骇鸟(也被叫做“恐怖鸟”)虽然体型庞大,奔跑速度却十分惊人,其中的跑步健将可达每小时48千米的速度。在开阔空旷的原野上,速度对于掠食动物来说至关重要,决定它们的生存和未来,更高的速度不仅意味着可以在更大范围内捕食猎物,而且也更有利于向猎物发动突然袭击,让受袭猎物措手不及。有研究称,现今世界奔跑最快的猎豹也不及骇鸟的速度。
巨大的喙,再加上踌,人的奔跑速度,以及长距离奔跑的耐力,使这种史前巨鸟完全无隗于“恐怖鸟”之称,成为中新世时代高踞于地球陆地食物链顶端的最可怕的食肉动物之一。
骇鸟生活的南美洲曾是与其他陆地隔绝的大陆板块,因此没有更强壮的掠食动物与其竞争,但大约在距今300万年前,南北美洲大陆板块发生碰撞后发生的生物大迁移大交换使得原先生活在北美洲的一些掠食动物如美洲虎和剑齿虎等大量涌入南美洲,在残酷的自然竞争中,骇鸟渐渐走向了灭绝。
最近,科学家为了证实一种名叫“泰雷尔邓氏鱼”的史前鱼类的强大咬合力,利用其头骨化石创建生物力学模型,以模拟其头骨运动方式和咬合力度。结果发现,这种远古海洋鱼类的牙齿撕咬力超过目前所知的其他所有生物,其锋利的前牙可将鲨鱼轻易撕成两半,堪称地球上最早的“海洋霸主”。
科学家利用计算机模型进行测试后得出结论,这种史前巨鱼力量惊人,一咬之下的咬合力可达453千克,是有史以来所有鱼类中最强大的,集中在犬牙尖部的咬合力高达每平方厘米563千克,足以与雷克斯暴龙和现代鳄鱼分庭抗礼。更可怖的是,它张开巨口的速度只需1/50秒,这种速度甚至能对措物产生一种吸力,直接将猎物吸入口中。
邓氏鱼生存于距今3.8亿至3.6亿年前的泥盆纪晚期,是有史以来最大的盾皮鱼之一,其头部和颈部覆盖着厚厚的“盔甲”,这种掠食鱼类身长可达10米,体重可达3.6吨,是一种顶极捕食动物,主宰着当时的水生生态系统。同时代的其他盾皮鱼类,在体形上罕有能与邓氏鱼相比的。强大的咬合力使得它们有能力去捕食海洋中的其他披甲水生生物、鲨鱼和节肢动物。假若邓氏鱼能够生存到今天,将仍然是可怕的食肉动物。有科学家说,“如果让最大的邓氏鱼迎战6米长的大白鲨,我可以打赌,获胜者一定是邓氏鱼。”
由于身披厚重的盾甲,邓氏鱼的游泳速度可能比较慢,它们可能经常在近海岸水域转悠,但是否有时也会游到远洋海域,目前还不得而知。保存下来的邓氏鱼化石骨骼通常只有受到盾甲保护的前面部分,因此这种远古鱼类后半部分的样子还不太确定。
化石记录显示,作为当时最强大的食肉动物,邓氏鱼对食物毫不挑剔,包括鲨鱼在内的各种鱼类,以及头足类动物都在其翎普范围之内。而根据在邓氏鱼化石的披甲上发现的啮咬痕迹推测,只要有机会,邓氏鱼之间甚至会同类相食。研究表明,邓氏鱼在成年的过程中,随着饮食习惯的变化,其颌骨形态会发生改变,小时候似乎更适合于捕食各种软体水生动物,到成年后则拥有啮咬穿透硬体动物骨甲的巨大力量,在捕食剧烈挣扎反抗的猎物,如其他盾皮鱼类时,更能应付裕如。
1956年,为纪念当时的克里夫兰自然历史博物馆古脊椎动物馆长大卫·邓克尔,这种古生物被命名为邓氏鱼。
科学家在南美洲哥伦比亚北部的一个规模巨大的露天开采煤矿,发现了一具60万年前的古鳄鱼化石,同时还在那里发现了一具巨大的蟒蛇骨架,科学家将其命名为塞雷洪泰坦蟒。这种现已灭绝的史前巨蟒比好莱坞电影中描写的史前巨蟒要恐啼得多,据保守估计,这种巨蟒重可达1140千克,从鼻端到尾尖身长约15米。不过,它的样子虽然很可怕,却是一种类似水蟒的无毒大蟒,生活在6000万年前的南美热带雨林中。发现者说,“它是世界上有史以来最大的蟒蛇,它的身体如此之宽,想要进办公室来吃掉我,但它要从门口挤进来却很困难。”
科学家指出,6000万年前,南美洲的热带生态系统与今天大不相同,虽然也像今天一样是一片热带雨林,但却比今天要热。在这种得天独厚的气候条件下,冷血爬行动物的身体都长得非常巨大。因此,这种世界上最大的巨蟒可以说是空前绝后的。
这种有史以来最大的蟒蛇的猎物的个头也大得惊人。与巨蟒化石一起发现的鳄鱼化石属于一个已灭绝的远古鳄鱼家族中个子最小的成员,这个鳄鱼家族是现代鳄鱼的远古近亲,其成员通常身长可达近6米,长有长长的镊子状口鼻部,以鱼类为食。而新发现的这种鳄鱼的口鼻部较短,表明它们的食物范围更广,包括青蛙、蜥蜴、蛇和小型哺乳动物都可能是它们的食物。科学家将这种新发现的物种命名为Cerrejonisuchus improcerus,它的身长约2米。
科学家之前认为这一远古鳄鱼家族是在恐龙大规模灭绝之后的早第三纪才开始繁荣起来的,但此次发现表明,这个鳄鱼家族在大规模灭绝事件之前就已经存在,且在大灭绝事件中幸存了下来,而其他许多海生爬行动物如沧龙和蛇颈龙等都完全消失。
对于塞雷洪泰坦蟒来说,两米长的Cerrejonisuchus improcerus,是它们可以轻而易举猎食的猎物。事实上,如今在热带丛林中,水蟒吞食凯门鳄的故事也是经常发生的。凯门鳄是鳄鱼家族的一员,生活在亚马孙丛林中。
一项针对史前气候变化所进行的新研究表明,远在人类开始燃烧煤和石油之前几千年,早期人类在狩猎地球上最后的猛犸象活动时就对地球气候变化产生了影响:随着大量嚼食树叶的猛犸象的消失,矮桦树林在北极周围迅速蔓延开来,大片反射阳光的地面变得日益暗淡,北极地区气温升高。随着植被向北进发,“反照率效应”对气候产生影响,吸收更多阳光的深色地景替代了可以大量反射阳光的冰雪大地,气候变得越来越暖。到冰河时期后期,全球气温上升,曾经覆盖了北半球大部分地区的冰川急剧退缩,猛犸象也正是在这一时期开始灭绝的。有关专家指出,如果捕猎猛犸象的猎人加速了北极变暖,这将是人类对气候产生影响最早的例子,随着7000年前农业时代的到来,人类还通过森林砍伐和作物种植改变了地球气候。
猛犸象,学名为Mammuthus primigenius,也被称为苔原猛犸象,是一种已经灭绝的庞然大物。从北美洲北部到欧亚大陆北部都发现了猛犸象的骨骼和冰冻的尸体,尤以西伯利亚的保存最为完好。发现的最早的猛犸象样本位于15万年前的欧亚大陆沉积层中。猛犸像大约于1万年前的更新世后期从大部分地区消失,只有一小部分仍然生存在前苏联东北部的弗兰格尔岛,直到公元前1700年左右才最后灭绝。科学家尚不能确定的是:导致猛犸象灭绝究竟是气候变化的影响多一些,还是人类猎杀活动的影响多一些。还有人认为,是彗星撞击地球,才使得猛犸象从地球上消失。
与其他大多数史前动物不同,猛犸象的尸体通常并没有变成真正的化石,而是较好地保存于有机状态之下,部分原因在于其栖,息地冰天雪地的气候条件,同时也与其庞大的体形有关。因此,就解剖学上的意义来说,猛犸象是人类了解最多的史前脊椎动物。
猛犸象主要分为两个亚种,一种生活在北极高纬度地区内,另一种生活在较为广泛的区域范围内。猛犸象虽然很大,但并非大得难以想象,事实上比如今的亚洲象高不了多少,但体重却重得多。完全长大的成年公象的身高可达2.8米至4米,个子较矮的猛犸象的身高在1.8米和23米之间,猛犸象体重可达8吨。
猛犸象有一些适应寒冷气候的突出特征,最引人注目的是那一层厚而蓬松的长毛,长度可达1米。猛犸象的皮毛与麝牛相似,夏季脱毛换毛。猛犸象的耳朵远比现代大象小,迄今为止发现的猛犸象的耳朵最大的只有30厘米长,相比之下,现代非洲象的耳朵可长达180厘米。猛犸象的皮肤并不比现代大象厚,但分布着许多能够分泌油脂的皮脂腺,皮下脂肪厚达8厘米,像鲸脂那样帮助保暖。还有与驯鹿和麝香牛相似的一点是,猛犸象的血红蛋白也适应了寒冷的气候,三种变异的遗传基因大大提高了其迅速将氧气运送到全身各处以防止冻结的能力。
西伯利亚当地人早就发现了猛犸象的遗骸,并收集猛犸象的长牙进行象牙交易。他们将其认作巨大的鼹鼠或河马之类巨兽。17世纪初,有关猛犸象的报告偶尔会流传到欧洲,欧洲人通常将它们看作是圣经上的故事,有着“庞然大物”之意的当地语言“猛犸”(mammoth)一词也在这一时期首次进入英语词汇中。
英国科学家汉斯·斯隆于1728年最早对来自西伯利亚的猛犸象的牙齿进行研究,并首次认定这是一种大象,而不是河马之类的动物。1796年,法国科学家乔治·居维叶首次发现,猛犸象不是迁移到北极的现代大象,而是一个全新的物种。最重要的是,他认为这一物种已灭绝,在地球上不复存在。居维叶的观点在当时并没有被广泛接受,直到1828年才由约书亚·布鲁克斯认定这是一种截然不同的物种,并将其分类命名为猛犸象。
美国科学家不久前宣布,他们在秘鲁发现了一种已灭绝企鹅化石。这种生活在距今至少3600万年的巨型企鹅看起来一点也不像穿着黑白相间燕尾服的现代企鹅。
这只巨大的史前鸟儿有1.5米高,长着狭长的带着尖尖沟槽的嘴。它的块头有现今的帝企鹅的两倍大,是迄今为止发现的体形最大的企鹅。科学家将它命名为为“Inkayacuparacasensis”,意为“水中之王”。科学家研究这只史前企鹅存留在化石上的骨骼发现,让企鹅成为游泳高手的脚蹼和体形在很早以前已经进化完成,排列整齐的浓密羽毛使企鹅的脚蹼变得更坚硬,身体更具流线型,同时也将身体与水及空气隔绝开来。
这只史前企鹅覆盖着羽毛的鳍状肢被清楚地保留在化石上,羽毛的印记清晰可见。科学家分析认为,这种史前企鹅的羽毛极有可能是灰色或者红褐色的。之前科学家已经知道,现代企鹅的“黑外套”和腹部形成鲜明对比的“白衬衣”是近代进化的结果。那么,企鹅为什么会进化成今天这样的颜色呢?科学家推测,企鹅羽毛颜色的改变可能和生态学的差异有关,或者是为了满足调节体温的需求,或者是为了应对新出现的掠食者海豹。科学家还推测,对潜水的要求可能影响了企鹅的羽毛色素的变化,使之演化成今天的黑色和白色。
