作者：克里斯蒂娜·A.柯里·罗杰斯雷蒙德·R.罗杰斯恐龙是恐龙来自这个星球上最令人震撼的生物。从高峻的脚下界蜥脚类恐龙、厉害的观世霸王龙，到坦克般的恐龙甲龙和长有巨角的角龙，恐龙主导着咱们对远古地球的脚下界一切想象。但为明晰解这些植物和它们所处的观世世界，迷信家必需先放下令人目炫狼籍的恐龙疑惑龙和霸王龙等化石，转而去不雅察那些乍看起来眇乎小哉的脚下界微型化石。这些化石绝不起眼，观世你不会在公然展览中见到它们，恐龙但假如想要相识史前巨兽已经的脚下界糊口，它们提供了最好的观世线索。创用意片被轻忽的恐龙生物在已往的三十多年里，咱们始终在北密苏里河河谷掩护区举行野外考查，脚下界试图寻觅此类化石。观世这片掩护区位于美国蒙年夜拿州中部，连绵240千米，漂亮到令人赞叹。19世纪初，迷信家恰是在这里开展了北美洲的初次恐龙掘客勾当。如今咱们的团队也在这里发明了年夜量化石，此中包罗了很多闻所未闻的生物，它们曾与恐龙比邻而居。这些化石记载了在那颗毁天灭地的小行星撞击地球的一万万年前，这里曾有何等昌盛。咱们始终致力于寻觅一种非凡的化石组合——脊椎植物微型化石层。这里生存了数以千计的植物化石，但凡是只含有植物遗体中小而坚挺的部门，从微小寄生虫留下的陈迹，到小鱼的鳞片，再到更年夜一点的田鸡、龟、鸟类、哺乳植物、鳄鱼和恐龙的骨骼碎片。咱们不只在野外寻觅化石，还要在试验室事情，透过显微镜在沉积物中识别微小的骨块。这些生存无缺的化石帮忙咱们以前所未见的分辩率，还原了恐龙所处的生态体系。这些化石还展现了一些常常被轻忽的生物，它们曾在恐龙的脚边慌忙游动，在恐龙耳边收回烦人的嗡嗡声，甚至可能捕食过恐龙的幼崽，或因此成年恐龙的尸身为食。有了这些生物的插手，远古世界显得朝气勃勃。咱们两人对研究有着大相径庭的偏好。克里斯蒂娜致力于相识有史以来最年夜的恐龙——那些长颈、四足、植食性的蜥脚类恐龙。从她有影象以来，这些巨兽就无时无刻不萦绕在她心头。克里斯蒂娜最幸福的韶光就是在阳光普照的采石场辛勤事情，一点点挖出比她还要年夜得多的肢骨。相较之下，雷蒙德是一位地质学家，他在岩石露头间事情，致力于破解那些富含化石的地层的成因，以及此中对于生物保存状况和灭亡缘故原由的信息。早在咱们联手之前，雷蒙德就始终忙于研究藏在沉积物中的微型化石，这与克里斯蒂娜存眷的范畴大相径庭。雷蒙德不必用尽整个野外季候来开掘一具伟大的骨骼——他用几个小时就能收罗数千块VMB化石。这个数字听起来很惊人，但VMB化石多数很小，打个喷嚏就能把它们从指尖吹走。而克里斯蒂娜始终热衷于开掘最年夜的化石，是以她刚最先研究VMB时并不太愿意。但在用手持缩小镜和显微镜不雅察过这些微小的遗骸，并发明了一群糊口在巨兽暗影下、生存无缺的骨骼后，克里斯蒂娜最先意识到，VMB的微型化石是展现恐龙生态体系的强盛东西。颠末在北密苏里河河谷掩护区，或许说闻名的“年夜河谷”的野外事情，咱们今朝曾经能很是具体地重修出这里已经的生态体系——这是一个酝酿了几十年才获得的成果。早在1855年，26岁的探险家兼博物学家费迪南德·海登第一次前去年夜河谷举行地质查询拜访。在短短几天的时间里，他第一次迷信地收罗到了北美洲的恐龙骨骼和牙齿化石。海登还收成了很多鱼、龟和鳄的骨骼和牙齿，这些化石恰是来自咱们此刻所熟知的VMB。海登的庞大发明不只让咱们熟悉到史前的北美洲曾尽是成群的恐龙，也最先展现这里陈旧生态体系的样貌。30多年来，咱们和一帮本科生团队从头踏上了海登的旅途。咱们依循老派的体式格局，徒步或划着独木舟穿梭荒地，冒着低温、泥沼、虫子和毒蛇，寻觅白垩纪的植物遗骸。咱们曾经发明了恒河沙数的恐龙，以及与恐龙伴生的植物骨骼和牙齿。咱们曾经相识了这些非凡的化石组合是怎样造成的，这些化石对应着哪些生物，以及以恐龙著名的白垩纪世界曾何等包含万象。一颗肉食性恐龙的牙齿在静水中年夜河谷的中央恰是密苏里河，年夜天然的巧夺天工在升沉的平原上凿出“断裂”一样的河谷——该地域正是以而得名。在河床上方百余米处，露着年夜量程度层理的岩石，这些由砂岩、泥岩和煤炭构成的岩石组成了朱迪斯河组地层。朱迪斯河组底部和顶部的海相砂岩和页岩注解，在白垩纪，陆地从未阔别此处。其时，朱迪斯河的沉积物在内陆浅海的海岸线四周聚集。被称为西部内陆海道的内陆浅海从北冰洋延长到墨西哥湾，并向东穿过此刻的哈德逊湾，大要将北美洲切分为三个部门。在白垩纪，海岸线间隔咱们此刻事情的处所仅有几千米，咱们的野外掘客区域刚好处于已经的滨海地域。那时，陈旧的河道从新生的落基山脉流向西部内陆海道。泥泞的洪泛平原包抄着这些白垩纪河道，地貌近似现今美国路易斯安那州的阿查法拉亚盆地或佛罗里达年夜池沼。如许的情况为非凡化石组合的造成提供了完善的前提。温暖、湿润的情况提供了富厚的食品和水，可以撑持多种差别的动物和植物在今生活。当这些生物在如今的年夜河谷区域灭亡时，它们的遗体在不受扰动的湖泊和湿地中迟缓而不变地聚集，终极被细粒土壤笼罩。池沼体系中的沉积物同样无利于持久生存：这里的化学情况并不会消融懦弱的骨骼、牙齿和贝壳，而是促成了它们的化石化，或许说，将这些遗骸酿成了石头。地质作用也为这些生物遗骸的生存阐扬了作用。这里的组织活跃，四周不停隆起的山脉将地壳向下挤压，在这一带造成了一个伟大的地质盆地。这个盆地使得朱迪斯河组的沉积物和此中留存上去的化石得以生存在地下，而不是被风化侵蚀、酿成藐小的颗粒汇入年夜海。而此刻，这里的地层再次袒露并履历风化，又无利于咱们在地层中寻觅化石。只管朱迪斯河组的部门层位也生存着伟大而漂亮的恐龙骨骼，但咱们的方针区域却略有差别。在河谷深处，VMB生存了从恐龙到软体植物等生物体的年夜量骨骼、牙齿以及其余藐小部位，都不到2厘米巨细。持久以来，学者始终在争执VMB是怎样造成的。最初的假定之一以为，VMB中生存的化石来自现代肉食性植物的消化道，而这些化石点代表了粪便的集中地。只管化石记载中确实存在粪化石组合，但这种注释自己并不切合这里的化石生存状况和地质配景。另一种假定则以为，河道带走了很多植物的小块骨骼或鳞片，并沉积在统一个处所，从而造成了VMB。但咱们在朱迪斯河地层网络到的地质信息和化石漫衍数据，也不切合这种注释。咱们与美国史密森尼学会天然汗青博物馆恐龙馆馆长马修·卡拉诺互助，泯灭年夜量时间解析了20多个朱迪斯河地层VMB极为精微的细节，并成立了一个全新的模子来重修这些化石点的孕育发生历程。咱们的数据显示，VMB是在水池和湖泊中沉积造成的。在这片不变的水域中，植物生于此也葬于此。细粒沉积物落在它们的遗骸上，跟着时间的推移，坚挺的骨骼残骸聚集在水底并造成了化石。在此时期，一些底栖生物在水底的沉积物中挖洞、食腐，这会扰动沉积物，使埋藏的生物骨骼破裂开来。这也能注释为什么VMB中常常会发明年夜量脱节的骨骼碎片，以及为什么留下的老是出格结实耐磨的身体部位。当你研究VMB时，你无奈像发明一具恐龙骨架时那样，找到彼此毗连的年夜腿骨与膝盖骨。需求再次申明的是，VMB通知咱们的信息比一具年夜型骨架还要多得多，由于它们生存了整个生物群落的样貌。年夜河谷的日落。朱迪斯河组地层袒露在两侧，此中含有非凡的微型化石组合。走进荒野“人行道的终点……就是兴趣最先的处所。”这是美国蒙年夜拿州威尼弗雷德镇本地酒吧印在啤羽觞上的话。这个镇糊口着约莫200人，对这个小小的草原绿洲来说，这句话可以说是相称贴切——在咱们脱离年夜道，走向土路和河道之前，威尼弗雷德镇是文化世界的末了一站。咱们要去往一个很少有人游览的处所，而这恰是咱们喜爱的。对咱们来说，就像探险家海登一样，达到年夜河谷最远、最乏味的处所的最佳体式格局是搭船和步行。当咱们脱离威尼弗雷德镇的年夜道，沿着弯曲到河滨的巷子行走，热量从山谷的岩壁上披发进去——河滨的温度凡是会比威尼弗雷德镇超出跨越至多五六摄氏度。这里空气安谧，除了蚱蜢飞向天空时偶然收回的振翅声外，年夜河谷里阒寂无声。只有几条路会穿过这片地盘。此中一条通往斯塔福德-麦克克莱兰渡轮船埠，排挤的电缆指导着平台渡轮穿梭密苏里河，这里是周遭几千米内独一可以过河的处所之一，也常常作为咱们独木舟的登程地。一旦路程最先，那么在达到下流更远的处所之前，见到其余人类的时机就很渺茫了。是以咱们会将接上去划行80千米所需的配备都装载到船上，此中包孕尽可能多的水、充足的食品、帐篷和收罗用品。收罗用品包孕几个约19升的空桶，重要用于网络含有化石的沉积物，而且至多有一个将在接上去的几天里充任咱们的茅厕。在这几天的旅途中，咱们独一碰到的流水也尽是淤泥，若想沐浴，就只能泡在黏稠及膝深的泥浆里。这确实挺凉快，但洗完澡后每每会比沐浴前还要脏。荒地环抱着咱们周围的河道，造成了一条岩石走廊，头顶上除了天空之外什么都没有。秃鹰在河岸边的杨树林中筑巢，鱼鹰在咱们眼前的河中征采食品。海狸浮出水面拍打尾巴收回正告，回荡的声响在山坡间逆流而下。时时时地，咱们可以在污浊的水面下看到鲇鱼和鲤鱼伟大的轮廓，偶然也会有一只鳖从河中心抬起它的尖头来不雅察咱们。午后的沉寂中，阳光激烈地照射上去，烘烤着咱们的铝制独木舟和肩膀，这时咱们会把脚伸到船外降降温。咱们还要驱赶蚊子和小蠓，这些小虫子最喜爱咬耳朵、眼睑和发际线。刮风时，咱们会用弹力绳将独木舟相连，举起一张防水布作为姑且船帆，向下流加快行驶。到下战书晚些时辰，咱们会在棉白杨的恼人树荫下找地安营。咱们在阳光下醒来，徒步进入山中，一边遁藏带刺的丝兰和神仙掌、防范着响尾蛇，一边在芬芳的山艾树丛中穿行。咱们偶然会吓到一只在暗影中苏息的年夜角羊，或许被另一只沿着高处绝壁小跑的羊吓到。当咱们寻觅VMB时，则要牢牢盯着高空和四周的斜坡。在这片广袤的地盘上，要寻觅云云微小的化石有如年夜海捞针，但仍有一些线索指导着咱们。咱们会非分特别留意特定的沉积岩——深灰色和棕色的泥岩，此中可能含有煤玄色的动物化石，这代表着已经的池沼情况。咱们还会存眷带波纹的浅灰色砂岩，这可以指示远古的水流标的目的。除此之外，咱们也会寻觅闪闪发光的亮点，这些亮点代表着白垩纪的水池和湖泊中的蛤蜊和蜗牛，它们的壳会造成化石，反射出阳光，VMB常常呈现在这些闪闪发光的岩层中。当有人在山坡上发明了因风化而袒露的破碎化石时，咱们会追溯这些碎片的来历，四肢举动并用，逐步爬上斜坡，鼻子贴着高空、眼睛扫视着岩石露头中呈现的化石，直到找到那儿那边化石集中的地层。咱们会在一座小山上渡过一成天或更永劫间，应用冰镐或小刀微微地从VMB的薄弱虚弱岩层中掏出化石。咱们会不寒而栗地将化石装到样本袋和小瓶中。当咱们清算完外貌后，就轮到石锤、锄头和铲子阐扬作用了，咱们会敲下一块块含有化石的岩层，装入19升的空桶和伟大的样品袋中。回到年夜学试验室后，咱们将含有化石的沉积物装入咱们称为“水篮”的装配中。这种装配重叠着差别网目的筛子，能筛洗出地层中的年夜块物体。咱们会将成块的沉积物放入第一个筛子中，这个筛子可以留下2毫米以上的化石和岩石碎片，但较小的碎片就会间接落入下方的第二个细网筛中，这个筛子可以筛出0.5毫米巨细的化石碎片。几个小时后，年夜大都沉积物团块会被分化、冲走，仅留下骨头、牙齿、贝壳和其余化石的残留物在筛子中。在这之后就要用到显微镜了。咱们的学生花了数百个小时从筛进去的碎屑中寻觅化石，他们会应用仅有几根头发粗的超细画笔来挪动化石，以便对化石分类。在缩小后，VMB的世界可谓璀璨醒目，肉眼看来只是玄色雀斑的工具在显微镜下则是精致的牙齿、下颌、肢骨和脊椎——朱迪斯河地层的多样性绘声绘色地出现在面前。昌盛的水域这里请容咱们先容一下会在VMB中碰到的脚色。从海洋最先，起首固然是白垩纪的巨星——恐龙。恐龙平生中会不停替代牙齿，是以这些牙齿是咱们保藏中最常见，也最轻易辨识的化石之一。咱们从VMB中发明的牙齿曾来自全副武装的甲龙家族，如祖鲁龙；也有圆顶头的厚头龙类，如剑角龙。到今朝为止，样本中最富厚的恐龙牙齿多来自植食性恐龙，它们成列的牙齿会造成具备磨削功效的外貌，功效近似于哺乳植物的臼齿。凡是咱们只能发明这些牙齿被磨损了的碎片，是以要辨别特定物种可能很坚苦，但咱们曾经还原并辨认出鸭嘴龙类，包孕短冠龙，以及长有角和颈盾的角龙类，例如钉盾龙的牙齿。咱们也发明了肉食性恐龙的形迹，它们是白垩纪早期生态体系中的顶级掠食者。锋利、带有锯齿边沿的牙齿记载了小型、长有羽毛的兽脚类伤齿龙的存在，这是霸王龙的远亲。咱们还发明了无牙、形似鸵鸟的兽脚近似鸟龙的爪子和脊椎。恐龙也曾以鸟类的情势统治着朱迪斯河生态体系的天空。体型小、骨骼懦弱的植物凡是无奈很好地生存至今，但很多晚期鸟类都有牙齿，这些牙齿充足结实，才得以在VMB中生存。和鸟类一样，哺乳植物也是白垩纪早期化石记载中一种难以寻找形迹的群体。但咱们晓得它们曾在朱迪斯河组的湖泊和水池中糊口，由于咱们偶然会发明阿尔法齿负鼠等小毛球一样的植物的牙齿。这些哺乳植物可能是很多水生爬虫类的猎物，这些爬虫类糊口在现代的湖泊四周。年夜巨细小的淡水鳄和短吻鳄在坦荡的水域情况和海岸线捕猎，它们的牙齿、脊椎和骨板都是最常见的VMB化石之一。此中一种不平常的生物是鳄龙，这种长鼻子、牙齿尖锐的植物看起来有点像明天的恒河鳄。在咱们的化石点，常常能发明鳄龙的脊椎和宽年夜的肋骨，这注解它们是朱迪斯河地层生态体系中的主要介入者。正如您所料，在这个领有7600万年汗青的水来世界里，鱼类很是富厚。咱们曾收罗到数千块年夜型和小型鱼类的脊椎、牙齿和鳞片。这些鱼可能会在朱迪斯河组的湖泊中成群游动，使得湖面波光粼粼。咸水鲨鱼也曾糊口在这里，磨齿鳐就是此中一员，它外表近似现生的犁头鳐，具备扁平的菱形牙齿，很是合适咬碎小型甲壳类植物和软体植物。厉害的雀鳝也数目浩繁。它们的鳞片记载了朱迪斯河地层物种之间生态彼此作用的诱人故事。雀鳝的身体遭到连锁鳞片装甲的掩护，其上笼罩着一种非凡的釉质样构造，称为硬鳞质。当鳄鱼捕食雀鳝时，其消化体系中的酸性物质会剥除鱼鳞上的硬鳞质层，腐化鱼鳞。从VMB中雀鳝鳞片的环境可以看出，鳄鱼从古至今城市以这种鱼类为食。这些水域也栖息着各类两栖类。乏味的是，咱们从筛子中收受接管的很多微小的两栖植物的四肢骨骼和肋骨上，都发明过更微小的齿痕。这些陈迹是雀鳝、小鳄鱼甚至小型兽脚类恐龙啃咬时，牙齿刮擦骨头留下的。两栖植物并不是这个生态体系中独一在水下和海洋间往返挪动的生物，龟类也曾在这里的湖里和海洋间糊口。咱们发明了多种龟类的骨板，下面具备几种鳖或鳄龟特有的纹饰。蜥蜴也曾在这里安家，咱们确定了几种差别的蜥蜴，包孕现生鬣蜥的远亲长尾石龙子，另有全副武装的食虫蜥蜴。咱们还在VMB中发明了蛋壳化石。假如没能和躯干化石一路发明，蛋或蛋壳碎片可能很难与特定物种接洽起来。是以，蛋化石有一个非凡的分类体系，称为蛋分类学。咱们会先形容壳的外外貌和内外貌，着重存眷蛋壳的颜色和纹理，以及让发育中的胚胎举行气体互换的气孔是怎样漫衍的。然后咱们会在显微镜下不雅察蛋壳的薄片，看看它的晶体布局。此外，咱们还可以研究蛋壳的化学身分，以寻觅产下这些蛋的生物线索。经由过程这种体式格局，咱们曾经可以或许确定兽脚类恐龙和鸭嘴龙类的蛋，以及各类鳄鱼、海龟等会在茂密低地情况中筑巢下的蛋，和其它被生存在朱迪斯河地层中的生物。见微知著每隔一段时间，当咱们透过显微镜不雅察了VMB残留物几个小时之后，目力曾经逐渐恍惚时，总会忽然发明一些新工具，这些工具好像不属于骨头、牙齿或其余身体部位。有时，这些神秘的物体是遗址化石——这种化石保留了植物勾当的陈迹，但不是植物躯体的一部门。这些化石有些是齿痕《光亮日报》