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49.2科学知识卡：撑起背帆的棘龙
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科学知识卡：撑起背帆的棘龙神秘的背帆嗨，我是郑大海。你看过电影《侏罗纪公园》吗？里面有一头体型超大的棘龙，可吓人了！它砸烂了人类的飞机，和两头暴龙对打也不落下风。真没想到，我们竟然跟棘龙打上交道了，当然了，是在有神书飞船保护的情况下。棘龙背上那个大大的，像“帆”一样的东西特别惹眼。它实际上是脊椎骨的一部分延长出来，上面覆盖皮肤形成的。你知道它是干什么的吗？有些科学家猜想，那是棘龙用来调节体温的；也有科学家认为，背帆上可能附着了脂肪，像骆驼的驼峰一样可以储存能量。可是，70多年以前，第二次世界大战期...
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赞该声音的人(14)棘龙“变身”恐龙复原靠谱吗？
文章出自：博物
今年5月号的“远古动物园”介绍了白垩纪大型食肉恐龙—“棘龙”。然而就在短短几个月后，一项新研究宣布棘龙的完整化石终于找到了，新化石表明它们并不是靠强壮的双腿行走，而是长着一双“小短腿”，大部分时间都在水里游来游去！对恐龙迷们来说，这个棘龙新形象简直是“毁三观”，难道过去的复原都是错的？地上跑改水里游今年9月，两位古生物学家宣布，他们在摩洛哥找到了一具空前完整的棘龙化石。新化石不但包括棘龙标志性的长嘴巴、大背帆，还有首次现身的后肢部分。要知道，人类发现棘龙110多年来，一直都没找到它们的完整四肢骨骼，对它们的体态复原主要参照其他肉食恐龙，所以通常认为它们也有着一双强壮的后腿。然而根据新化石，棘龙的后肢只有之前认为的一半长，只能伏着身子行走了！以此全新复原的棘龙由于站不起身，伏着身子只有2米多高，就算加上背帆也不过4米。棘龙“变身”变的不仅是模样，也为它们的半水生习性提供了更多依据。近年来，古生物学家从棘龙化石上找到了许多半水生特征，诸如头骨上的压力感应孔、适合潜水的高密度骨骼，以及化石中与水生动物类似的氧同位素含量……而此次的发现，有望证明棘龙的整个身体结构都更适合游泳，而不是走路。凭借超过15米长的身躯、尖利的爪牙，一条畅游水中的棘龙无疑是当时的“淡水之王”。化石不够，盲人象？几块新化石改变了棘龙的形象，是不是说明古生物学不靠谱呢？毕竟亿万年前的古生物死后，遗体只有极小几率能变为化石，古生物学家手里的化石往往只是动物身体的一小部分。用这点东西去推测，简直就是“盲人摸象”吧……但正如福尔摩斯凭脚印、烟灰等蛛丝马迹就能推测罪犯，古生物学家也有自己的推理法。18世纪末的法国学者居维叶，发现亲缘关系越接近的动物，骨骼、牙齿的解剖结构就越相似；生活习性类似的动物，身体形态也会有共同之处。因此用少量化石，就能推测一种史前动物的分类、模样和习性，这就是古生物研究常用的“比较解剖学”。
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读者服务站在法汉-汉法词典中发现10个解释错误，并通过审核，将获赠《法语助手》授权一个
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棘龙属（属名：Spinosaurus）意思为「有棘的蜥蜴」 ，是种，生存于的北部，约为1亿1400万年到6500万年前。棘龙最初是在1912年由恩斯特·斯特莫（Ernst Stromer）发现于埃及，并在1915年加以叙述、命名。最初的标本在期间被摧毁，但最近几年发现了其他的头颅骨、爪子、胳膊、尾锥、头冠等身体部分的化石。目前仍不完全确定棘龙属有一个种还是两个种，其中最著名的种是发现于的埃及棘龙（S. aegyptiacus），而第二个种是摩洛哥棘龙（S. marocannus），化石发现于。
棘龙的背部有明显的长棘，是由的神经棘延长而成，长度可达2.2公尺，长棘之间推断有皮肤链接，形成一个巨大的帆状物；然而有些科学家认为这些长棘是由肌肉覆盖着，形成隆肉或是背脊。对于这帆状物的功能，目前已有数种看法，包括调节体温、视觉展示物。棘龙的头颅骨长宽但是较矮，外形类似上龙类，棘龙被认为是以中型鸟臀目和蜥脚类恐龙以及鱼类为食。一项针对棘龙科牙齿的组成研究，推测棘龙是陆地动物，但也偶尔会在水域中栖息，类似北极熊。根据最近的估计，棘龙是目前已知最大型的恐龙，甚至大于、。这些推算显示棘龙身长13到19公尺，高度约为2.1至4.8公尺，体重为4到18公吨
棘龙的头部想像图，由达鲁·沙索绘制
新的2014重建图
棘龙因为牠们的巨大体型、帆状物、修长的而著名。对于棘龙的了解，以前绝大部分都部分来自于被摧毁的化石，但最近的研究则来自于近10年发现的少数头骨、爪子、胳膊、尾巴等部位的化石。到目前为止，已有50%的骨骼干有详尽的研究，但是仍未发现股骨、胫骨、脚掌等部位的骨头。在2005年所发现的头颅骨与下颌，显示棘龙拥有恐龙的最长头颅骨，经估计约2.15公尺长。棘龙的口鼻部较窄，布满笔直的圆椎状牙齿，牙齿缺乏锯齿边缘，类似其他的恐龙。每块前上颌骨有6或7颗牙齿，每块有12颗牙齿。前上颌骨的第2、第3颗牙齿明显地较大，长度13厘米，而和骨后方的一些牙齿略小，但也有7厘米长。前上颌骨牙齿、上颌骨的大型牙齿间形成一个缺口；此缺口与下颌的大型牙齿吻合。棘龙的口鼻部前端略为膨大，眼睛前方有一个小型突起物。在2005年，克里斯提亚诺·达鲁·沙索（Cristiano Dal Sasso）根据三个标本，并参考的头颅骨后半段形状，而估计棘龙的头颅骨长度约为2.15公尺。之后有少数研究人员质疑，的不同属是否有不同的头颅骨形状。
棘龙的帆状物是由非常高大的神经棘所构成，这些神经棘从背部延伸出来。这些神经棘的长度约是脊椎骨的7到11倍长。这些神经棘的前后长度较为一致，而的与的神经棘长度有大规模差异，形成一个半月形帆状物。跟棘龙生存于相同时代、地区的，背部也有高大帆状物，而神经棘的末端较厚。
塞里诺（1998年）、Pisani（2002年）、班森（2010年）
重爪龙亚科
汤玛斯·荷兹（2004年）将、视为相同动物，因两者化石几乎一致
的名称来自于棘龙属，棘龙科可分成重爪龙亚科、棘龙亚科。重爪龙亚科包含：南部的、的。棘龙亚科包括：的棘龙、的与（后者可能是激龙的）、可能还有的，暹罗龙目前只有发现破碎的化石。棘龙与的亲缘关系最接近，两者都属于棘龙亚科，都拥有笔直、无锯齿边缘的牙齿，牙齿间距宽，棘龙的每边有12颗牙齿；重爪龙亚科有弯曲、锯齿边缘的牙齿，牙齿数量较多，每边上颌骨约有30颗牙齿。在2003年，奥利佛·劳赫（Oliver Rauhut）提出斯特莫所发现的棘龙是个，背椎是来自于类似的恐龙，而齿骨来自于类似的大型恐龙。然而，这个论点不被最近的研究所接受。
棘龙属目前有两个已命名种，分别为埃及棘龙（Spinosaurus aegyptiacus）、摩洛哥棘龙（S. marocannus）。
棘龙的第一个化石是在1912年发现于西部的拜哈里耶绿洲，并由恩斯特·斯特莫（Ernst Stromer）在1915年命名为埃及棘龙。之后在拜哈里耶绿洲也发现了其他的化石碎片，包含与后肢，恩斯特·斯特莫在1934年将这些化石标名为"Spinosaurus B"。斯特莫认为这些新发现化石有足够差异，因而归类于另外一个种；而近年其他研究人员证实这些差异，这些新发现化石可能与有关，或是与有关联。有些棘龙化石在运送到德意志博物馆的运送过程中遭到损毁，而这些骨头在1944年的盟军轰炸中遭到破坏、遗失。
摩洛哥棘龙是在1996年由戴尔·罗素（Dale Russell）所研究、命名，罗素是根据长度而将牠们创建为一个新种。罗素比较颈椎椎体的长度、椎体后缘的高度，发现埃及棘龙的比例为1.1，而摩洛哥棘龙的比例为1.5。然而，数名研究人员认为摩洛哥棘龙的颈椎长度只是个体间的变化，而埃及棘龙的已被轰炸破坏，因此无法比对两者是否为相同动物，而且无法确定摩洛哥棘龙的颈椎是第几节，而其他科学家仍主张牠们是另一有效种。目前大部分古生物学家认为摩洛哥棘龙是个疑名，或者是埃及棘龙的。
目前已有6个棘龙的部份标本被叙述，其中第一个在中遭到摧毁，但是已留下了详细的叙述与绘画。借由测量其他恐龙的体型，可以估算出这些棘龙个体的体型大小。以下的估算数据来自于以及克里斯提亚诺·达鲁·沙索（Cristiano Dal Sasso）等人在2005年的研究。
BSP 1912 VIII 19标本：由恩斯特·斯特莫在1915年所叙述，化石发现于埃及的拜哈里耶组，是埃及棘龙的，原本的编号是IPHG 1912 VIII 19。化石来自于一个接近成年个体。该标本被估计身长约14.5公尺，重量约13.7公吨。该标本由一个碎片、一个不完整齿骨（75公分长）、19颗牙齿（6.2公分长）、2个不完整、7个背椎（19到20公分）、背肋、腹肋、以及1个尾椎。该标本的头颅骨被估计有1.45公尺长，而下颌有1.34公尺长。最长的脊椎神经棘，长1.89公尺。斯特莫认为这个化石发现于早森诺曼阶，约9700万年前。
这个标本存放于慕尼黑古生物博物馆，之后在第二次世界大战中遭到盟军轰炸摧毁。恩斯特·斯特莫当年曾做出详细的标本素描图，他的孙子在1995年将素描图捐给慕尼黑古生物博物馆。Joshua B. Smith、Matthew C. Lamanna根据两张重新发现的标本照片，发现斯特莫的标本素描图有少许不正确。在2003年，奥利佛·劳赫提出这个标本是个，齿骨来自于或，脊椎与神经棘来自于类似的。达鲁·沙索则反对这个理论。
摩洛哥棘龙的齿骨，编号MNHN SAM 124
达鲁·沙索发现的埃及棘龙的部份上颌，编号MSNM V4047
NMC 50791标本：由戴尔·罗素在1996年所叙述，化石发现于摩洛哥的卡玛卡玛地层，是摩洛哥棘龙的，原本的编号是CMN 50791。该标本有一个中间部位的，长度为19.5公分。除此之外，戴尔·罗素还将一些同时发现的标本，编入于摩洛哥棘龙，两个中段颈椎、一个齿骨前部、一个齿骨中部、以及一个前背侧的神经弓。戴尔·罗素认为这些化石可能来自于。
MNHN SAM 124标本：由罗素与菲利普·塔丘特（Philippe Taquet）在1998年所叙述，发现于，来自于阿尔比阶。该标本由部分前上颌骨、部份上颌骨、牦骨、以及齿骨碎片所构成。头颅骨宽度为13.4到13.6公分，被估计将近1.42公尺长。该标本被估计约14.7公尺长，重量约14.7公吨。罗素与塔丘特认为这个标本属于摩洛哥棘龙，也将其他标本编入到摩洛哥棘龙：一个前上颌骨碎片、两节颈椎、一个背部神经弓。
BM231标本：由埃瑞克·比弗托（Eric Buffetaut）与M. Ouaja在2002年所叙述，该标本发现于的雪尼尼组，地质年代为早阿尔比阶。化石由一个齿骨前部构成，可发现四个齿槽、两个部分牙齿。外形非常类似埃及棘龙的失踪标本。
MSNM V4047标本：由市民自然历史博物馆的克里斯提亚诺·达鲁·沙索与他的同事在2005年所叙述，发现于摩洛哥的卡玛卡玛地层，年代为早森诺曼阶。该标本由前上颌骨、部份上颌骨、以及部份所构成，这些部位总长度为98.8公分。头颅骨被估计有2.15公尺长。该标本被估计约18到20公尺长，重量约18到23公吨。
UCPC-2标本：同样由沙索等人在2005年所叙述，发现于摩洛哥的卡玛卡玛地层，年代为早森诺曼阶。该标本是一个有凹槽的冠饰，由两块所构成，长度为18公分。
目前有其他零碎化石、牙齿曾被归类于棘龙属，但都没有受到普遍承认。这些可能化石分别来自、、、、。其中，发现于尼日尔Echkar组的一些牙齿化石，被编入埃及棘龙，但没有被普遍承认。肯尼亚的化石发现于Turkana砂砾层，被标名为「Spinosaurus
sp.」。利比亚的化石发现于Cabao组，地质年代属于较早的，也被标名为「Spinosaurus
sp.」，是被暂时性归类于棘龙属。发现于突尼斯的一些牙齿，也被编入于棘龙。其中一些牙齿的前后缘没有锯齿边缘，而这是种兽脚亚目、原始的常见特征。还有许多发现于摩洛哥的上颌与下颌碎片、牙齿曾被编入于埃及棘龙或摩洛哥棘龙。
棘龙的头颅骨与下颌结构
棘龙的头颅骨
棘龙的栖息环境涵盖大部分，但只有部分地区被研究过。一个针对摩洛哥恐龙群的研究，认为的棘龙、、的地理分布横跨整个北非。棘龙生存于当时地区的海岸与潮坪环境，具有红树林，与类似的大型掠食动物共存，如、，大型的，较小型的泰坦巨龙类，10公尺长的鳄类，以及的Mawsonia。
目前仍不确定棘龙主要是陆地掠食动物，还是鱼食性。棘龙拥有延长的嘴部、圆椎状牙齿、以及较高的鼻孔，类似现代，显示牠们可能是鱼食性。棘龙食性的唯一直接证据来自于牠们的近亲，居住于与的。曾在重爪龙的胸腔中，发现了一些鳞齿鱼（Lepidotes）的鳞片；另一个标本的胃部曾发现幼年的骨头。另外，在发现的一个化石上，嵌入者一个的牙齿，显示棘龙类偶尔以这些飞行为食。棘龙可能是种无特定目标、多种食物来源的掠食动物，可用的大型来形容牠们，平常偏好捕食，但也寻找许多小型到中型的猎物为食。
在2009年，达鲁·沙索等人对编号MSNM V4047标本进行X射线计算机断层成像，发现棘龙的上颌下颌有疑似感应器官的小孔。达鲁·沙索等人推测，棘龙会将身体浸泡在水中，头部半露出水面，并感应周围的猎物动静，而进行猎食。
在2010年，一项针对牙齿的研究，显示棘龙是半水生动物。这项研究分析棘龙、、、的氧同位素组成，并与同时代的其他兽脚类恐龙（例如）、、互相比较。研究人员发现棘龙牙齿的氧同位素组成，较接近同一地区发现的乌龟、鳄鱼，而不类似同一地区的兽脚类牙齿。研究人员推测棘龙是半水生动物，可在陆地、水域中生存，以避免与当地的大型兽脚类恐龙、大型水生鳄鱼竞争食物。这项研究也发现在棘龙科中，棘龙牙齿的氧同位素组成是最接近其他兽脚类恐龙。
数种巨型兽脚类恐龙的体型相比。从左到右为：棘龙、、、
自从棘龙被发现之后，牠们成为最长、最大型恐龙的候选者之一，但以前一般大众对于棘龙的巨大体型并没有概念，直到棘龙出现在2001年的电影《》（Jurassic Park III），以及2005年对于牠们新标本的研究。弗雷德里克·冯·休尼博士（Friedrich von Huene）与数十年后的唐诺·葛勒特（Donald F. Glut）都在他们的研究中，将棘龙列为最巨大的兽脚类恐龙之一；他们认为棘龙身长为15公尺，重量为6公吨以上。在1988年，格里高利·保罗（Gregory S. Paul）也将棘龙列为最长的兽脚类恐龙；身长一样被叙述为15公尺，但估计的体重数据较低，约4公吨。
在2005年，克里斯提亚诺·达鲁·沙索（Cristiano Dal Sasso）认为棘龙、有类似的身体与头颅骨比例，而似鳄龙的身长估计约为11公尺，体重约3.8公吨。达鲁·沙索等人根据这个数据，而将棘龙身长估计为18到20公尺，体重为20到23公吨。之后有极少数研究人员也质疑，的不同属是否有不同的头颅骨形状，而这将导致不同的身长估计值。
Fran?ois Therrien与唐纳德·亨德森（Donald Henderson）在一个2008年不严谨的研究中，根据头颅骨长度来推算比例，发现之前所估计的数据中，身长太长，而体重太轻。他们根据头颅骨的长度为1.5到1.75公尺，而估计完整为身长12.6到14.3公尺，而体重为12到20.9公吨。根据这个不精确和科学数值，棘龙的身长将比鲨齿龙、南方巨兽龙还短，体重也比较轻。但他们的研究遭到严重批评，原因是他们所选择的大型兽脚类对照组，大部分的大型兽脚类是以与作为基准点，而牠们与恐龙有不同的体格；此外，他们所重建的棘龙科头颅骨过短，无疑将影响数据。
埃及棘龙的骨架模型
棘龙拥有独特的帆状物，虽然同一时期的该地区其他恐龙也可能发展出类似的背椎结构物，例如的、的，以及生存于的蜥脚类。棘龙的帆状物也类似的背帆；异齿龙是种，生存于恐龙时代以前的二叠纪，两者的帆状物并非同源演化的特征，而是的结果。棘龙的背部结构物可能较类似，而非帆状物。早在1915年，恩斯特·斯特莫就认为这些背部结构物支撑着构成的隆肉。在1997年，Jack Bowman Bailey最近提出棘龙、的背棘并非细棒，而是前后轴宽广，不同于的扁平背帆，而是类似、的背脊，所以棘龙的背棘应是支撑者较厚、较肥胖的结构物，而非细的帆状物。
棘龙的帆状物功能仍未确定；科学家们已提出数个假设，包含调节体温、吸引异性的展示物。此外，如此明显的背部特征可使棘龙的外表看起来比较大，可威胁其他动物。
如果这些帆状物拥有大量的血管，棘龙可使用帆状物的大型表面积来吸收热量。这显示棘龙至少是某种程度的温血动物，并生存于夜间气温低、冷，但天空通常很少云的地区。棘龙与被认为为生存于早期的边缘，这可解释上述的功能。这些帆状物也有可能用来释放多余的体温，而非收集热量。根据霍尔丹法则（Haldane's principle），与身体体积相比，大型动物反而拥有较小比例的表面积，牠们释放的热量温度较高，而吸收的热量温度较低。这些恐龙的帆状物增加相当程度的身体皮肤面积，而且所增加体积最少。此外，如果将这些帆状物远离太阳方向，或是以90度迎接较冷的风，这些身处的动物将能更有效地降低体温。之后有其他研究人员提出反对意见，认为如果棘龙有背帆，牠们吸收热量的效率，将高于散发热量的效率。他们认为这些有长神经棘的恐龙，背部具有脂肪构成的隆肉，以保存能量。
许多现代动物的复杂身体结构，在求偶季节时具有吸引异性功能。这些恐龙的帆状物有相当可能性具有吸引求偶功能，类似的尾巴。斯特莫假设这些恐龙的雄性与雌性拥有不同大小的神经棘。如果属实，这些帆状物可能拥有耀眼的颜色，但这是完全创建于推测上的。
这些帆状物可能拥有综合以上功能，平常充当体温调节器、在求偶季节时吸引异性、散发体温、以及在遭受威胁时充当警告物使用。
一个低姿态的棘龙骨架模型
在传统看法里，棘龙被叙述成二足动物，80年代早期之后，牠们被认为至少有时可用四足方式行走。这个论点因为发现了而得到支持，重爪龙是棘龙的近亲，拥有结实的手臂。在1997年，Jack Bowman Bailey赞成棘龙为可能四足姿势，这可见于他研究中的新重建图。这个四足步态理论已经过时了，但棘龙科恐龙可能以四足姿态蹲伏者。包含棘龙科在内的兽脚类恐龙，无法将手掌转向正下方，也就是朝地面方向。但根据一个侏?纪早期的兽脚类足迹化石，牠们有可能以手掌侧边接触地面而休息。
棘龙长久以来出现在大众的恐龙书籍里，但直到最近才有足够的信息可以正确地描述棘龙。在过去，棘龙是以直立、背部有帆状物的兽脚亚目形象所重建，直到1955年，艾伯特·拉伯（Albert de Lapparent）与Lavocat创建了一个具影响力的棘龙重建图。
棘龙出现在2001年的电影《》（Jurassic Park III）。在电影里，棘龙被描述成比还要大型、强壮的动物，棘龙甚至在一个打斗场景里折断了暴龙的脖子。在现实中，棘龙与暴龙生存在不同大陆，时间也相差了数百万年，因此这两种生物之间不可能发生决斗。棘龙也出现在电影《侏?纪公园 III》的多样性周边商品之中，例如斐凡迪环球游戏（Vivendi Universal）的电脑游戏《侏罗纪公园：基因计划》（Jurassic Park: Operation Genesis）。
棘龙也出现在电视节目《失落的埃及恐龙》（The Lost Dinosaurs of Egypt），在节目中棘龙穿越的沼泽地。棘龙也出现在的电视节目《远古巨兽大复活》（Monsters Resurrected），节目将棘龙叙述成白垩纪非洲的顶级掠食动物，猎食，并杀死竞争尸体的、。
棘龙还在《恐龙星球》的电视节目(Plant Dinosaur)，在节目中棘龙正在河流猎食锯鳐，在陆地上和鲨齿龙争吃豪勇龙尸体，最后说明棘龙灭绝的原因。
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