撰文|賴利·布萊克（RileyBlack）

翻譯 | 林清

美國西部的山區中遍佈着恐龍的屍骨。在從新墨西哥州延伸到蒙大拿州的侏羅紀晚期岩層中，古生物學家已經發現了大量的恐龍化石，這些雜亂堆放的骨骼看起來就像是堵塞了的石化河道。

無論是關節相連的、還是混雜堆在一起的，發現數量最多的往往是史前化石的代表，包括異特龍（Allosaurus）、劍龍（Stegosaurus）和樑龍（Diplodocus）等等。這是因爲侏羅紀的季候性洪水會將多個物種的恐龍骨骼衝到一起，堆積成巨大的骨堆，後續覆蓋的沉積物則會使它們變成化石。然而，對那些試圖從骨骼堆中釐清史前細節的專家來說，這些看似巨大的科學寶庫卻有讓他們大傷腦筋的一面。

“我們面前的骨牀中有多少隻恐龍？”這個問題可能看似簡單，但古生物學家卻不這麼認爲。無論每具恐龍骨架有多大，它們都是由200多塊骨頭組成的。當這些骨牀在侏羅紀晚期被沖積堆疊後，其中的骨骼只有很少能保持完整。細菌腐蝕、食腐動物吞食及攜帶泥沙的洪水的衝擊，都會使殘骸支離破碎。比如在美國猶他州中部的克利夫蘭勞埃德恐龍採石場（Cleveland Lloyd Dinosaur Quarry）等地，古生物學家就找不到完整的、仍然相互連接的骨骼。而他們僅憑在當地發現的46副異特龍的左股骨或大腿骨化石，就估計這個遺址至少有46具異特龍的遺骸。

然而，上述估計只能體現最低數量，因爲有些動物的左股骨可能已經丟失。類似情況也適用於其他史前骨牀。德國波恩大學研究生凱莉·維爾斯馬-魏安德（Kayleigh Wiersma-Weyand）說：“到目前爲止，區分骨骼所屬的個體主要是基於這些骨骼被發現時是否仍有關節連接或者緊密相連。”通常情況下古生物學家會假設：在相鄰的發掘區間內，來自同一物種或等大物種的骨骼都屬於同一只動物，但目前還沒有辦法可以有效驗證這種觀點。如今，維爾斯馬-魏安德和同事提出了一種解決方案，他們希望通過顯微鏡觀察骨骼內部結構，分辨不同骨骼間的關係。相關研究發表在《電子古生物學》（Palaeontologia Electronica）雜誌上。

長期以來，古生物學家十分關注美國懷俄明州的豪-斯蒂芬斯和豪·斯科特採石場（Howe-Stephens and Howe Scott Quarries）。但是就像美國西部其他著名的出產侏羅紀化石的區域一樣，這裏的遺骸在被埋入地下以前就已經被打散了。然而，通過檢查骨骼內部的細微結構，研究人員或許可以匹配這些零散的骨頭，從而識別它們之間的聯繫。

研究小組在長頸蜥腳類恐龍（sauropods）上取樣，小心地將肢骨化石切成薄片，然後放在顯微鏡下研究。（如果處理得當，即便經過這樣的採樣過程，還是可以保留骨頭的完整結構。）他們的研究首次結合了幾種不同類型的微觀結構分析方式，從而可以更好地縮小範圍，確定哪些骨骼屬於同一個體。這項技術會仔細檢查多項特徵，比如骨骺線，骨骼組織中血管經過的開孔，以及新組織生長取代舊組織時形成的環狀結構（circular structure）。

“我認爲，在解決這種普遍存在的問題時，這是一種聰明的方法。”美國阿德爾菲大學古生物學家邁克爾·迪埃米克（Michael D‘Emic，並未參與這項研究）說。畢竟，研究人員很難判斷某塊特定的骨頭是與當地發現的其他骨頭屬於同一個個體，還是屬於另一隻恐龍。對於幾十年前就復原成型的歷史藏品而言，這點表現得尤爲明顯。因爲在博物館裏展出的有些恐龍是由來自同一地點的多塊骨頭拼接而成的，研究人員無法覈實組成這隻恐龍的各個部分到底屬於同一只還是來自多隻不同的動物。如果博物館允許進行必要的骨骼取樣，“這篇論文就可以爲確定骨頭的歸屬提供全新的方法。”迪埃米克說。

在數十年的研究中，科學家深入分析了恐龍骨骼如何記錄自身生長和生活過程中的信息。維爾斯馬-魏安德說，之前的研究重點是不同地點的不同骨骼，“但是我們現在可以把之前普遍適用的方法應用到特定的恐龍化石上。”

以一隻蜥腳類恐龍爲例，它的綽號叫“馬克斯”（Max），幾乎所有的部分都是從一堆散亂的骨頭中找出來的。當時兩塊小腿骨是連在一起的，但其他孤立的骨頭真的屬於這隻需盔龍（Galeamopus）嗎？研究人員發現，許多關節脫離的骨頭與那段關節相連的骨頭在結構細節上相匹配，說明它們同屬一個個體。科學家也發現，有些骨骼僅僅根據外形就被歸爲“馬克斯”的了，但實際上這些骨頭屬於其他動物。因此，在“馬克斯”死亡1.48億年後，科學家成功縮小了範圍，準確找出了真正屬於它的骨架。

這項研究確實存在某些侷限性。西科羅拉多博物館古生物學家朱莉婭·麥克休（Julia McHugh，並未參與這項研究）說：“單具骨骼的不同部位也具有不同的生物力學限制，並保留着略微不同的生物力學屬性。”維爾斯馬-魏安德也承認這種差異，但她同時指出，他們的研究方法能更好確定哪些骨頭不屬於同一個體。從關節仍然連接在一起或者彼此緊密關聯的骨骼着手，有助於設立基線，進一步推測其他骨頭的歸屬關係。可以說，顯微分析綜合了多種不同類型的分析方式，是檢驗骨頭是否屬於同一只動物的最有效的手段。

麥克休表示，利用微觀結構確定特定恐龍骨頭的歸屬，不僅可以更好地估計研究區域中恐龍的數量，還可以開發其他用途，而不僅侷限在恐龍研究上。她表示，無論它們是侏羅紀恐龍還是其他哺乳動物的化石，“這種方法都有助於確定單個骨牀上種羣的年齡信息”。

維爾斯馬-魏安德說，這種方法還有一個優點，它有助於揭示這些遺骸是如何被帶到當前位置的。例如，面對一條已經石化的河道，將骨骼與特定的恐龍進行匹配，可以幫助古生物學家確定它們被埋沒時水流的方向。這種方法能夠重建骨牀形成的關鍵過程，也能確定骨牀是記錄了一次還是多次埋藏事件。

“這很令人振奮！”威斯康星大學奧什科什分校的古生物學家約瑟夫·彼得森（Joseph Peterson，並未參與這項研究）說，“能夠重建不同骨骼在埋藏環境中被拉至關節脫離的過程，就能將現代法醫和犯罪現場分析引入古生物學研究。”