崛起之谜
古生物学家已经揭示了许多与恐龙相关的信息，尤其是它们在6600万年前从地球上消失的故事。然而，对于恐龙是如何崛起的，我们仍知之甚少。
明确的恐龙化石最早可追溯到至少2.3亿年前，表明它们的进化始于三叠纪中期。然而，直到约3000万年后的侏罗纪早期，恐龙才逐渐成为地球上的统治动物。在此期间，许多非恐龙的四足动物相继灭绝。
一直以来，科学家们长期以来对“是什么推动了恐龙的崛起”以及“为何这一过程耗时如此之久”展开了激烈讨论。目前，有两种主要理论试图解释这一现象。
一种是传统的“竞争性替代模型”。它认为早期的恐龙之所以能够战胜竞争对手，是利用了关键的生理优势——它们具有更高效的生理机能（比如直立），更新的解剖适应性，以及不同的进食习惯。
另一种则是“机会性替代模型”，它更强调随机过程的作用。根据这一模型，如火山爆发、气候变化等环境剧变，会杀死许多在之前占统治地位的动物，从而在生态链顶端形成了一个缺口。
然而，这两种理论都无法完全解释恐龙的崛起。因此，关于恐龙如何在陆地上建立霸主地位的关键问题，在很大程度上仍未得到解答。
在一项新发表于《自然》杂志的研究中，一个国际团队通过分析恐龙粪便化石中的未消化食物残渣和植物等内容，为恐龙在大约2亿年前的生态系统中所扮演的角色提供了新的线索。
化石粪便样本揭示了恐龙饮食的变化。（图/Grzegorz Niedzwiedzki）
全新的探索角度
在这项新研究中，研究人员采用了一种全新的方法来探索恐龙的崛起。他们使用了同步加速器微观断层扫描等新技术，详细分析了从波兰的遗址中挖掘出的500多个由恐龙的粪便、呕吐物和肠道内未消化的食物形成的化石。
同时，他们还使用化学溶液来检查这些遗骸中的确切成分。他们发现这些化石中包含鱼类、植物、昆虫和大型动物的遗骸。
带有鱼的遗骸的大型粪化石：一个密集包裹着鱼骨的粪化石碎片，可能是由植龙产生的。（图/Martin Qvarnström）
基于这些数据，他们重建了波兰陆地区在三叠纪晚期（2.37亿至2.01亿年前）和侏罗纪早期的5个化石组合的营养结构，并观察了它们随时间的演化。
一只有着螺旋状的粪便化石中包含有鱼鳞。（图/Martin Qvarnström）
此外，研究人员还收集了一系列古环境数据，用于探索气候与环境变化的时间点是否与动植物更替存在关联。通过将这些数据与化石数据进行比较，他们重建了当时的食物网，并构建了一个描述恐龙逐步崛起的模型。
在这个模型中，他们观察到了是“谁吃了谁”，以及“谁吃了什么”，并分析了这种趋势在长达3000万年的时间里如何发生变化。
偶然与适应的结合
从分析结果来看，在跨越3000万年的时间里，这些消化物和粪便化石的平均长度和宽度增加了两倍。这表明恐龙的消化物、呕吐物和排泄物的遗骸大小在这一时期显著增大。
除了体积之外，研究人员还发现在此期间，化石内容物的数量和种类也有所增加。这说明，在三叠纪晚期，饮食习惯更多样化的大型恐龙开始占据生态优势。
研究人员认为，这些发现支持了恐龙崛起是偶然事件与适应能力结合的结果：恐龙既利用了自身的进化优势，又通过适应环境变化成功击败了竞争者。
举例来说，恐龙早期的祖先西里龙（Silesaurus）体型较小，体重大约15公斤，与后来的霸王龙相去甚远。当时主导生态的动物是重达数吨的二齿兽，这种食草爬行动物体型非常健壮。然而，西里龙有一个显著的优势——它是杂食性动物。从其粪便化石中可以看到，它食用了昆虫、鱼类和植物。这表明，“机会性动物”更善于适应环境的突然变化。
与此同时，气候的剧变——卡尼期洪积事件——带来了持续多雨的环境，促使大量新型植物的进化。大型食草动物难以快速适应这些新植物，而西里龙，以及后来的梁龙的祖先长颈龙，却能够以这些新植物为食。当小型恐龙通过这种新食物获得更大的体型时，以它们为食的大型食肉恐龙也随之增大。到了侏罗纪时期，巨大的植食性恐龙和凶猛的食肉恐龙在陆地上随处可见。
这些例子表明，在三叠纪的数百万年中，恐龙的崛起深受气候变化、新植物的出现以及竞争物种灭绝等因素的推动。
扩大研究范围
有研究人员表示，这项研究应被视为后续研究的起点。尽管这项研究的方法特别有创造性，但其研究背景和范围相对有限——它只涵盖了波兰盆地地区，当时该地区是泛大陆北部的一部分。
对此，这项研究的作者表示认同。他们认为应该将新开发的模型应用于其他地区——比如第一批恐龙出现的泛大陆南部，或许将会收获意义重大的结果。
#创作团队：
撰文：糖兽
排版：雯雯
#参考来源：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08265-4
https://phys.org/news/2024-11-feces-vomit-clues-dinosaurs-rose.html
https://phys.org/news/2024-11-fossilized-dung-reveals-clues-dinosaur.html
https://www.nature.com/articles/d41586-024-03889-y
#图片来源：
封面图&首图： Marcin Ambrozik
