黑夜中的精靈 – 阿瓦拉慈龍科

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在脊椎動物當中常見有對感官的特化以此適應對應的環境,比如大多數夜行性的掠食性鳥類都有著加強視覺與聽覺的適應性演化,這使得牠們可以在黑夜中進行捕獵。這些感官的特化往往會在骨骼上留下清晰的特徵,因此也應該會明顯的保存於化石上,然而,人們卻對恐龍在感官適應上的了解知之甚少,顯然這在了解中生代生態結構上是一個明顯缺乏研究的環節。

為此有研究團隊開始評估已滅絕獸腳類恐龍視覺與聽覺的演化。該團隊研究分析了兩種感覺系統在骨骼上的特徵,他們分別分析視覺器官的鞏膜環(脊椎動物在眼周的一圈骨骼結構,該結構可見於除哺乳類與鱷類之外的絕大部分脊椎動物),與聽覺器官的骨內耳蝸管。

在夜晚活動的鳥面龍(圖片提供:Viktor Radermacher)

在夜晚活動的鳥面龍(圖片提供:Viktor Radermacher)

阿瓦拉慈龍科 Alvarezsauridae 是一群從侏儸紀晚期開始出現存續到白堊紀末的小型獸腳類恐龍,這群恐龍的早期成員還保留著常見的獸腳類特徵,不過到了後期,牠們開始出現特殊的形態,如類似鳥類的頭骨,短而粗壯並且只剩單指的前肢等,這些特徵讓阿瓦拉慈龍科的生態習性長期處於爭論狀態。而研究團隊便是將阿瓦拉慈龍科作為主要研究對象,並從中選取簡手龍 Haplocheirus 作為該演化支的早期代表,鳥面龍 Shuvuuia 為晚期更衍化的代表。

在對簡手龍與鳥面龍的鞏膜環分析後顯示出兩者的鞏膜環比例都較大,而通常鞏膜環越大也代表著瞳孔越大,因此能再更黑暗的環境下看清周遭。同時研究人員也比較了兩者鞏膜環與其他獸腳類的差異,結果顯示雖然其與非鳥獸腳類的形態都不太一樣,但卻與適應弱光環境鳥類相似,這說明了簡手龍與鳥面龍都有著能在夜間看清環境的視覺,這說明了獸腳類恐龍不同類群之間可能存在著較大的演化差異,而阿瓦拉慈龍科成為了一群專精於發展夜視能力恐龍。

至於聽覺的分析在經過斷層掃描之後研究人員發現鳥面龍有著很長的骨內耳蝸管,儘管包含鳥類在內的很多獸腳類分支也都有骨內耳蝸管延長的情況但大多比較有限,極度延長的骨內耳蝸管只在極少數的夜行性鳥類出現,比如倉鴞,而倉鴞這類鳥類可以再完全黑暗的情況下僅憑聲音捕捉獵物,這更進一步表明了鳥面龍的夜行性。

除此之外分析發現以聲音做為主要溝通手段的鳥類,骨內耳蝸管僅有適度的延長,因此可以基本否定鳥面龍是因溝通而特化聽覺。另外在對獸腳類的聽覺分析當中顯示出似鳥龍類與竊蛋龍類並沒有延長的骨內耳蝸管,基於植食性沒有利用聽覺捕獵的需求,研究人員認為這兩類群可能是以植食或雜食為主。

過去對阿瓦拉慈龍科的生態假設,多認為其粗短的前肢,是用於挖掘藏在縫隙中的無脊椎動物吃,而研究人員注意到同時具有挖掘能力、夜視能力、與強大聽覺能力的動物很常見於哺乳類,而這群哺乳類通常都是具有廣泛食性的多面手,因此該研究認為阿瓦拉慈龍科或許也如那些哺乳類一樣是一群夜間行動有著廣泛食性的捕食者。而這種特化應是阿瓦拉慈龍科獨立演化出來的。

本次研究顯示出中生代的陸地生態系統有著晝、夜兩種群落,彼此錯開活動時間避免直接競爭,這對於了解中生代恐龍的生態系統有著重要的意義。


作者:白稜


參考資料:

Choinere, J. N., Neenan, J. M., Schmitz, L., Ford, D. P., Chapelle, K. E. J., Balanoff, A. M., Sipla, J. S., Georgi, J. A., Walsh, S. A., Norell, M. A., Xu, X., Clark, J. M., Benson, R. J. (2021). Evolution of vision and hearing modalities in theropod dinosaurs. SCIENCE.



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