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25 亿只!霸王龙“龙口普查”数据出炉

在电影《侏罗纪公园》中,霸王龙绝对是永恒不变的顶级王者。在远古地球上,它们屹立在食物链的顶端,俯视着众生。如果你回到 6700 万年前的蒙大拿州,你就将进入它们的世界 ……

ILLUSTRATION BY ROY ANDERSEN, NATIONAL GEOGRAPHIC

在冒险进入霸王龙的世界之前,你可能想知道:离你最近的霸王龙平均距离是多少?

这听起来似乎是一个无法解答的问题,但在进行了近 20 年的霸王龙调查研究之后,一项研究给出了这种动物的种群密度估计数据。你周围 15 公里范围内很可能就有一头霸王龙,甚至更近

ILLUSTRATION BY BETH ZAIKEN, THE ROYAL SASKATCHEWAN MUSEUM

这项研究甚至还通过种群密度估算出了地球上曾经生活过的霸王龙数量。研究人员估算,在霸王龙存活的约 200 万年到 300 万年的时间里,共有25 亿只霸王龙生活在北美大陆,最北可能远至阿拉斯加,南至墨西哥。如果我们回到这段时间中的任意一个时刻,平均应当有约 2 万只霸王龙存在,它们总共繁衍了大约 12.7 万代

这并不是科学家们第一次试图估算霸王龙的数量。事实上,这项新研究估算的霸王龙平均种群密度(大约每 109 平方公里有一头霸王龙)与 1993 年发表的一项估计数据非常接近。不过,这项新研究利用了最新的霸王龙生物学研究,试图对总数量的上限下限进行高度精确的估算。

PHOTOGRAPH BY LOUIE PSIHOYOS, CORBIS

在运行了数百万次的计算机模拟之后(每一次的模拟数据略有不同),研究发现,霸王龙的总数最少可能为1.4 亿只,最多为420 亿只,平均数量为 25 亿只左右。同样,任意一个时刻地球上可能存活的霸王龙数量为 1300 — 328000 只之间,平均为 20000 只。

" 科学家试图利用我们所知道的关于霸王龙的一切知识研究其种群动态,这真是令人兴奋," 没有参与这项新研究的古生物学家 Holly Woodward 说," 有趣的是,以前从来没有开展过这么大规模的研究。"

在过去的 20 年里,研究人员发现了许多关于霸王龙的信息,包括寿命(大约 28 年),达到性成熟的时间(大约 15.5 岁),以及它完全长大后的体重(平均约 6800 千克)。通过这些数据,科学家们能计算出霸王龙每代的世代时间(平均约为 19 年),以及在任何特定时间内霸王龙的平均体重。

为了计算霸王龙的种群数量,研究人员利用了活体动物的体重与种群密度之间的关系。根据达姆斯定律(Damuth's Law),平均来说,当动物体重增加 10 倍时,其种群密度就会减少五分之四以上。

ILLUSTRATION BY JORGE GONZALEZ

Damuth 是加州大学圣巴巴拉分校的一位生态学家,他通过收集 30 年来现存哺乳动物的生态学数据,首次发现了这一规律。然而,达姆斯定律并非铁律,因为不同动物的生活方式和栖息地有很大的不同。例如,斑点鬣狗和美洲豹有相似的体重,而且都是食肉动物,但鬣狗的种群密度是美洲豹的 50 倍。

当应用到霸王龙身上(在修正霸王龙不是哺乳动物的事实之后)时,达姆斯定律表明,霸王龙的真实总数可能在 1.4 亿只到 420 亿只之间。

ILLUSTRATION BY STOCKTREK IMAGES, NAT GEO IMAGE COLLECTION

" 在古生物学中,很难估测数据 …… 所以我选择尽量少估算数值,多考虑估算范围。" 新研究的主要作者、加州大学伯克利分校的古生物学家 Charles Marshall 说。

除了更好地了解这些与大象体型相当的食肉动物的数量,Marshall 和他的团队还能够通过研究这些数据,更好地估计霸王龙化石形成的频率。霸王龙变成化石的几率能被量化吗,就像我们可以计算被闪电击中的概率一样?

ILLUSTRATION BY MARK STEVENSON, STOCKTREK IMAGES, CORBIS

目前已知的霸王龙标本大约有100 个,但其中约五分之二在私人或商业机构手中,无法进行可靠的研究。因此,为了给研究设定一个最小的化石总数,Marshall 的团队将公共机构保存的幼年后的霸王龙化石数量限制在 32 块

如果地球上生活过的所有霸王龙(估计有 25 亿只)只产生了这 32 具化石,那么只有八千万分之一的霸王龙在死后成为化石。即使有更高比例的霸王龙变成了化石,我们也还没有找到其遗骸。

这种极小的可能性表明,一具尸体被迅速埋葬,并在合适的化学条件下形成化石的情况是多么罕见!"如果霸王龙的数量少 1000 倍,其总数不是 25 亿而是 250 万,那么我们可能永远也找不到霸王龙化石," Marshall 说。

PHOTOGRAPHY BY GERD LUDWIG

Marshall 团队使用的方法也可以用于其他已灭绝的生物。研究人员说,在恐龙中,最好的候选者之一是白垩纪的食草动物慈母龙,目前已经发现了数百个化石标本,从新生到成年都有。

对 Woodward 来说,这项研究最令人兴奋的意义之一就是揭示了恐龙化石到底有多稀有。如果该比率适用于霸王龙之外的其他物种,那么研究人员甚至可以估算出有多少恐龙物种没有形成化石,现在已经完全消失在时间长河里了。" 能够了解我们失去多少和了解我们拥有多少同样重要。" 她说。

了解了霸王龙的数量之后,你还想回到远古世界去冒险吗?

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