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遠古「白蟻」是否是雜食性的?它啃食過恐龍嗎?

遠古白蟻啃食恐龍?

來自化石表面的發現

古生物學家的研究對象是化石,他們通過研究化石,解釋有關遠古生物的各類問題。古生物學家不僅會用X光透視化石的內部,也會對化石表面的細節進行分析,因為在從骨骼變成化石的漫長過程中會發生很多事件,會在化石表面留下痕迹,而這些痕迹既能反映遠古時期的地理和氣候特徵,也能反映遠古動物的一些行為特徵。

舉例來說,肉食動物在殺死獵物後,通常會在獵物的骨頭上留下啃咬的痕迹——齒痕;路過的大型動物不小心踩到一節骨頭上,將其踩斷或使之變形,留下踩踏痕迹;動物的骨頭在被搬運的過程中可能被岩石划出痕迹;如果是在潮濕的地方,動物骨頭還會發霉,真菌的菌絲深入到骨頭中,破壞骨頭的結構並留下痕迹;埋在淺層土壤里的骨頭有時會遭遇植物根系的圍剿,留下植物根系的壓痕……總之,骨頭在有幸變成化石之前飽受磨難並留下累累「傷痕」。古生物學家就像偵探一樣,根據這些細微的痕迹,推測並且還原遠古時的情景。

近年來,研究者在化石表面又有了新的發現——刮痕。這裡所說的刮痕,並非由自然形成的,它們或三條一組,或五條一組。經確認,它們和昆蟲的齒痕相吻合。昆蟲上顎的運動模式和人類是不相同的——我們在咬物體時,上顎骨和下顎骨上下咬合,在物體上留下牙印(正因此,你可以從咬人者留在你的手腕上的「手錶」痕迹來判斷其門牙是否齊全);而昆蟲的上顎則是左右咬合,而且很多時候是水平方向運動。正因此,昆蟲留下的齒跡(刮痕)是不同於人類的。昆蟲的牙齒有大有小,牙齒數量是固定的。於是,那些擁有強力上顎的昆蟲會在骨骼表面留下深淺不一、但有規律的劃痕。一般來講,每組平行劃痕的數量和牙齒的數量相對應,每條劃痕的深淺程度和牙齒的大小相對應,劃痕之間的距離則和牙齒的齒距相對應。通過分析這些劃痕,古生物學家便可以還原造跡昆蟲的上顎形態,然後通過與現代昆蟲類群進行比對,最終確定最可能的古昆蟲類型。

也是採用這種方法,英國科學家取得了一個驚人的發現:一些恐龍化石表面的刮痕似乎是白蟻造成的!至少,從刮痕上分析是這樣。2005年,英國科學家在一次學術會議上謹慎地發表了他們的觀點。

新的發現

遠古白蟻啃食恐龍(嚴格的表述是:遠古白蟻是恐龍骨骼的重要分解者),這是真的嗎?就在科學家們驚疑不定的時候,在中國雲南祿豐地區又有了新的發現——這次不是刮痕,而是突出在化石表面之外的一種結構。

祿豐盆地位於昆明市西北方向約102千米,

在我國恐龍研究史上可謂聲名顯赫——由中國人自己研究、復原、裝架的第一頭恐龍便是在這裡完成的。這是一個小型的內陸盆地,發紅的盆地沉積了厚達1000米的陸相沉積岩。隨著地表風化,恐龍化石源源不斷地暴露出來。

新的發現來自於一具雲南龍化石。這是一頭典型的原蜥腳類恐龍,生活在距今約1.95億年前。原蜥腳類恐龍是一種早期恐龍,生活在三疊紀到早侏羅世,在全球都有分布,被認為是後來的大名鼎鼎的梁龍等蜥腳類恐龍的祖先(尚存爭議)。在祿豐,最常見的原蜥腳類有祿豐龍和雲南龍。前者體長6~7米,屬於中等體形食草恐龍;後者體長達十餘米,屬於大型食草恐龍。

在第一次接觸這頭雲南龍的一塊編號為「35」的標本時,研究者就敏銳地發現了問題:除了化石表面有一些淺淺的溝、槽等結構外,還存在著一些網狀結構,吸附在恐龍骨骼的多處,以髂骨、坐骨、椎骨處的密度最大。

研究者仔細觀察發現,網狀結構是由一些突起在骨骼化石表面的略顯扁平的「長條兒」構成的,「長條兒」的寬度從2厘米到幾毫米不等,表面圓滑,在末端則形成半圓形。有的「長條兒」還分叉,在某些地方甚至還形成膨大的結構。「長條兒」們彼此交錯,看上去就像現代的立交橋。研究者只在骨頭化石上發現了「長條兒」,在包含化石的岩石上並沒有發現。這就是說,這些「長條兒」是骨骼化石上的附屬結構。可是,此前從未有人在骨骼化石上發現過這樣的東西。它們是什麼呢?

在排除了病變、礦物晶體析出等各種可能性後,在研究者的記錄本上只剩下一個選項——它們是在恐龍死後,由其他生物弄上去的!如果真是這樣,它們又是怎樣被弄上去的呢?

為了查明真相,研究者在顯微鏡下觀察化石的橫截面切片,結果有了進一步的發現:這些遺迹最初應該是一種帶有泥質外殼的中空結構,或者說,是一種巢穴。那麼,是誰建造了這種巢穴呢?

篩查「嫌犯」

從尺寸上分析,化石上的巢穴應該是由一種小型無脊椎動物建造的。在排除了底棲蝦類的可能性後,能在骨骼上建造如此之小的巢穴的生物只剩下一類——遠古昆蟲。留在化石上的通道、小室遺迹都符合昆蟲的特徵。那麼,是哪種昆蟲呢?很幸運,能夠在動物骨骼上留下遺迹的昆蟲種類並不多,可以通過排除法來進行初步篩查。於是,蜉蝣、谷蛾等骨骼造跡昆蟲相繼出局。

讓研究者最終鎖定「嫌犯」的線索是35號標本上的一個特徵,那就是:那些「長條兒」的寬度是變化的。這和社會性昆蟲的巢穴相吻合。在不同通道上行走的昆蟲的數量不同,比如對社會性的螞蟻來說,在主通道中有大量的工蟻在走動,通道便因「交通量」大而被拓寬,而那些很少有螞蟻經過的通道則相對狹窄。

我們知道,少數甲蟲、全部螞蟻和白蟻都具有社會性。那麼,「嫌犯」是其中的哪一個呢?首先,螞蟻出局了,因為它們是年輕的社會性昆蟲,起源時間不早於白堊紀,比遺迹化石至少晚了數千萬年,而且這種遺迹也不符合螞蟻的生活習性——螞蟻雖然以骨肉作為食物之一,但它們更傾向於用鬆散的土粒包埋食物,而不是建造泥質的通道。還有,螞蟻建造的巢穴是水平方向的,而遺迹通道並非如此。

那麼,甲蟲呢?現今甲蟲的社會化程度都比較低,即使具有較高社會性的馬氏芳小蠹也遠沒有達到螞蟻和白蟻的分工合作的地步,而且馬氏芳小蠹也不具備建造複雜巢穴系統的能力。當然,這並不能排除在遠古時期曾經出現過較高社會性甲蟲的可能性。甲蟲還不能完全出局。

最後一個可能的「嫌犯」便是白蟻。從尺寸上講,白蟻巢穴通道的寬度與遺迹通道的寬度大體吻合。

從特徵上講,白蟻因體色淺,體壁薄,害怕陽光和乾燥,但凡到地面上活動,必須構造「掩體」,以保護自己免受這些不利因素的影響。它們的「掩體」是用唾液咀嚼泥土建造而成的,無論它們走到哪裡,「掩體」就蓋到哪裡。還有,當白蟻為覓食而建造通道時,只要遇到需要分支的情況,它們就會以「Y」字形進行分支(「Y」字形分支可以提高白蟻的覓食效率),而這與遺迹通道的「Y」字形分支高度吻合。更讓研究者興奮的是,連35號標本上的那些「立交橋」也可以用白蟻的築巢行為加以解釋——有研究發現,除非遭到破壞,白蟻輕易不會拆除已經建好的通道。因此,當它們修建的一條通道需要穿過另一條已經建好的通道時,它們就會在兩條通道的交叉處修建「立交橋」。

如此看來,「嫌犯」極可能就是白蟻——為了啃食恐龍,白蟻在恐龍骨骼上建造了巢穴。

上述結果與之前英國科學家在恐龍骨骼化石表面發現的疑似白蟻的「刮痕」遙相呼應,成為遠古白蟻啃食恐龍的有力證據。可是,另一個問題出現了:白蟻吃葷,這是否違背了我們已知的生物學事實?

吃葷的白蟻?

眾所周知,現今很多種類的白蟻都是嚴格的素食主義者——在這些白蟻的體內共生著多種微生物,這些微生物能夠幫助白蟻將木質的纖維素分解並轉化為能夠被白蟻吸收的葡萄糖。一些高等白蟻甚至能夠在木質的基礎上培養真菌,以「蘑菇」作為食物。白蟻似乎與肉食脫了干係。

不過,有研究發現,一種較為原始的白蟻,現今生活在澳大利亞的達爾文澳大利亞白蟻,

幾乎就是雜食的動物。再從白蟻的演化史上看。白蟻們剛剛經歷了該門類最為慘痛的事件:它們引以自豪的宗門——昆蟲綱等翅目被撤銷,所有種類的白蟻因其進化關係被劃入蜚蠊目,後者的代表物種是蟑螂,一種自古生代就已經存在的古老昆蟲類群。簡言之,今天的白蟻可以被看作蟑螂。如此來看,遠古白蟻或者其始祖,很可能如蟑螂一般並非完全素食。

事實上,一些白蟻物種至今還保留著分解骨骼的行為。早在1911年,英國著名科學雜誌《自然》就報道了白蟻啃食人骨的現象。現在我們已經知道,白蟻既啃食干骨頭,也不放過新鮮的骨頭,它們甚至能將一塊骨頭啃食殆盡。科學家在研究大象骨骼時,也發現了被白蟻啃食的證據,並且還發現了「Y」字形的通道。

還原真相

至此,我們可以還原當年的場景了——

距今1.95億年前,一頭約長10米的恐龍轟然倒下,其巨大的肉身暴露在地面。首先到來的是嗅覺靈敏的食腐昆蟲等小型無脊椎動物,它們在恐龍的屍體上產卵,期待幼蟲能豐衣足食地成長起來。但是,它們的小算盤多半不能得逞了,因為那些大型食腐動物,如腐食恐龍,很快也風聞而至。它們驅趕首批光顧者,把蟲卵、不願逃走的小蟲連同大塊的腐肉一起吞到肚子里。而此時,一些小型的肉食動物可能正在遠處觀望,期望大傢伙們吃完以後還能剩下一點點碎肉,讓它們填飽肚子……在這頭雲南龍被其他食腐動物吃得幾乎只剩骨頭的時候,附近的一窩白蟻(或白蟻的先祖)開始行動了。它們用唾液攪拌泥土,建造它們的「掩體」。在接下來的日子裡,它們夜晚在骨架的表面活動、取食,白天則躲在「掩體」里。直到有一天,突如其來的變故,將它們和它們的巢穴,以及恐龍骨骸一起掩埋。之後又歷經了億萬年,那些原有的成分被礦質交代(交代:熱液與圍岩發生化學反應及置換)成為今天的遺迹化石。發現者為這類遺迹起了個名字——「饕餮跡」,意指遺迹的主人當年有個好胃口。

從化石推測,在相當長一段時期,至少一部分白蟻是溫暖濕潤地區重要的動物屍體分解者。但隨著另一類進化自蜂類的強大社會性昆蟲——螞蟻出現,白蟻在與後者的競爭中衰落了,並最終從這個生態位上被清除了出去……

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