山间西部到处都是恐龙的遗骨。在从新墨西哥到蒙大拿的侏罗纪晚期岩层中,古生物学家们发现了看起来像是骨骼堵塞的沉积物。

无论是连接还是混杂在一堆,史前标志物的骨头异特龙、剑龙、梁龙这是侏罗纪季风洪水将多个个体和物种冲成一大堆的结果,上面覆盖着沉积物,使它们石化。然而,看起来像是科学宝藏的东西,可能很快就会变成迷惑龙这让试图从这些骨骼堆积中解读史前细节的专家们头痛不已。

“我们看到了多少只恐龙?”这似乎是一个简单的问题,但古生物学家们却有不同的理解。每一个恐龙骨架不论大小,都由200块或更多的骨头组成。当晚侏罗世骨床形成时,这些骨骼并不总是保持连接(“铰接”)或紧密在一起(“关联”)。腐烂、食腐动物和携带沉积物的洪水的力量将遗体粉碎和分散。在犹他州中部的克利夫兰-劳埃德恐龙采石场等地方,没有完整的关节骨骼。古生物学家估计该遗址至少有46具遗骸异特龙仅仅是因为他们发现了46块左股骨,或大腿骨,来自那里的这个物种。

然而,这只是最低的估计,因为有些动物的左股骨可能已经丢失了。类似的情况也适用于其他史前骨床。波恩大学的研究生Kayleigh Wiersma-Weyand说:“到目前为止,骨骼对个体的主要分配是基于这些骨骼是铰接的还是相关的。”古生物学家通常假设附近的同一物种的骨头和同等大小的骨头属于同一动物,但目前还没有有效的方法来验证这一想法。现在,Wiersma-Weyand和她的同事提出了一个解决方案,并发表了论文Palaeontologia电子乐看看骨头里面。

怀俄明的豪斯-斯蒂芬斯和豪斯考特采石场一直是古生物学家的热点。但就像西方其他著名的侏罗纪骨床一样,这些岩石中的遗骸在埋葬前被撒在了一起。然而,通过检查骨骼的微观细胞结构,研究人员能够将分离的骨骼与已确认的个体进行匹配。

迷惑龙股骨结构的显微图。
股骨结构的显微图迷惑龙绰号“雅克”,包括血管管和新骨骼生长的迹象。资料来源:“用骨组织学检验骨骼统一假说:来自howee - stephens和Howe Scott采石场(Morrison Formation, Wyoming, USA)的蜥脚类动物遗骸案例”,作者:Kayleigh Wiersma-Weyand, Aurore Canoville, Hans-Jakob Siber和P. Martin SanderPalaeontologia电子乐,文章编号:24.1。A10 https://doi.org/10.26879/766,脊椎动物古生物学版权协会,2021年3月

小组成员将长颈蜥脚类动物的肢体骨骼的核心样本切成薄片,在显微镜下进行检查。(如果仔细做的话,骨头的整体结构在取样过程之后可以被保存下来。)他们的研究是第一次将几种类型的微观结构分析结合起来,以缩小哪一种骨骼与哪一种骨骼相匹配。这项技术包括检查一些特征,如生长线,骨组织中血管开口的数量,以及新组织生长取代旧组织的圆形结构。

“我认为这是一个解决普遍问题的聪明方法,”阿德尔菲大学的古生物学家Michael D’emic说,他没有参与这项新研究。特别是在几十年前的历史收藏品中,很难分辨一块特定的骨头是与在同一地点发现的其他骨头相匹配,还是作为一块孤立的碎片被埋葬。在博物馆展出的一些恐龙骨骼,是在同一地点用多个分离的骨头重建而成的,没有办法确认所有这些部分是属于一个动物还是多个动物。D'Emic说:“这篇论文为确定哪个个体是哪个开辟了一条新途径。”前提是博物馆允许进行必要的骨骼取样。

这项新研究建立在数十年研究恐龙骨骼如何记录其生长和生命的基础上。维尔斯玛-韦安德说,这项研究集中于来自不同地方的不同骨骼,“但现在我们可以将我们的普遍见解应用于特定的沉积物。”

以一种绰号为“Max”的蜥脚类动物为例,几乎所有的骨头都是在一堆支离破碎的骨头中被发现的。两块小腿骨仍然在一起,但其他的分离的骨头是否属于这个Galeamopus?研究人员发现,铰接骨的结构细节与许多未铰接骨的结构细节一致,表明它们属于同一个人。但是科学家们也发现了一些骨头,以前仅根据外表归马克斯所有,实际上属于其他动物。因此,他们把马克斯的精确骨骼范围缩小到恐龙死亡后的1.48亿年前。

这项研究确实有一些局限性。西科罗拉多博物馆的古生物学家茱莉亚·麦克休没有参与这项新研究,她说:“一个[单一]骨骼的不同元素有不同的生物力学约束,并保存着略有不同的生物力学剖面。”在承认这一点的同时,Wiersma-Weyand指出,她的团队的研究过程有时在确定哪些骨骼具有这种功能方面更有力一起去。从仍然铰接或相关的骨骼开始,有助于为确定更多骨骼的归属设定一个基线。多线显微分析最适合验证骨骼是否属于同一动物的假设。

麦克休说,利用微观结构来识别哪些骨头属于哪些恐龙,不仅可以更好地估计沉积中有多少个体,而且可能还不止于恐龙。她说:“这对于确定个体骨床中种群的年龄分布非常有用,”无论它们是侏罗纪恐龙还是哺乳动物化石。

Wiersma-Weyand说,这种方法也有助于揭示这些遗骸是如何来到这里的。例如,在石化的河道中,将骨头与特定的恐龙进行匹配,可以帮助古生物学家确定骨头被埋葬时水流的方向。这是重建骨床如何形成的关键,也是确定它们是记录了一次还是多次埋葬事件的关键。

“这很令人兴奋!威斯康辛大学奥什科什分校的古生物学家约瑟夫·彼得森说,他没有参与这项研究。“能够重建多个骨骼是如何与它们被埋葬的环境相结合的,这将为古生物学带来现代法医和犯罪现场分析的一些方面。”