视觉中国供图
实际上，化石的差别也可以用一些别的原因来解释。比如说我们人类，存在个体发育、性别、地域和民族的差异，骨骼间会存在很大的不同。倘若把这些差别放到数千万年前的地层中，今天的古生物学家就可能认为人类可据此分为好几种了。
尤海鲁中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员
近日，由中、美、德等国古生物学家组成的国际研究团队宣布在四川自贡发现了一个长仅10.2毫米的微小恐龙足迹，一时间，人们关于恐龙的印象似乎突然“迷你”了起来。
但恐龙并不总是这么“娇小”。就在此前不久，科学家刚刚确认了一种澳大利亚最大恐龙新种。国际著名期刊《同行评议科学杂志》上发表的一篇古生物学与进化科学论文，认定2007年出土的一种恐龙化石是澳大利亚史上最大恐龙，而且是个新物种，并将其命名为南方泰坦巨龙，并宣称这是全球15种体型最大的恐龙之一。与此同时，澳大利亚昆士兰博物馆和埃罗曼加自然历史博物馆，也发表了相同内容的公告，引发了全球媒体和研究人员的关注。
在全球恐龙化石并不鲜见的今天，为何澳大利亚出土的化石格外受关注？南方泰坦巨龙如何被确认为新物种？研究人员又通过哪些途径来研究和认定？科技日报记者采访了国内长期从事恐龙形态、分类和演化等方面研究的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所尤海鲁研究员。
如何认定一块“石头”是恐龙化石
早在2004年，在澳大利亚昆士兰州埃罗曼加镇以西80余公里的地方，现任埃罗曼加自然历史博物馆馆主、古生物学家罗宾·麦肯齐的儿子在自家地产上发现了一块“岩石”。经过研究，人们确认这不是一块普通的石头。
这一发现，也促使罗宾夫妇成立了埃罗曼加自然历史博物馆。
“确定一块化石是不是来自恐龙，主要是根据它的形态特征。”尤海鲁告诉科技日报记者，科学家主要根据动物骨骼特征来判断化石的“身份”。和现在的哺乳动物一样，恐龙曾是一个很大的古生物类群，有大有小，有植食性和肉食性之分，但不管怎么说，它们属于一个单系，有共同的祖先。
而从形态学上来说，恐龙有区别于其他动物的特征，比如恐龙和哺乳动物或鳄类在骨骼形态上是很不一样的。
在随后的10多年里，有更多的“石头”在埃罗曼加被陆续发掘出来，其中就包括2007年在库帕溪畔发现的恐龙化石。这种化石的“主人”先是被昵称为库帕龙，经过十余年的琢磨，被正式命名为南方泰坦巨龙。目前，这些化石被收藏在罗宾夫妇开设的博物馆里，供公众参观以及古生物学家进一步研究。
通常，化石经过发掘、修理后，要对每块骨骼进行形态学记述，并与相关的类群进行形态学上的对比。在此基础上，还可以做一些定量化的分析。“我们现在主要是用分支系统学的方法来分析，目的就是找到它与已发现的其他恐龙之间的亲缘关系。”尤海鲁说。
在挖掘中，澳大利亚昆士兰博物馆古生物学家斯科特·霍克努尔和梅尔维尔·威尔金森等人合作，发现了几个巨大的蜥脚类恐龙的附肢骨骼，包括部分左侧肩胛骨、部分左侧和完整右侧肱骨、完整的右侧尺骨、部分左侧和接近完整的右侧耻骨、坐骨和股骨等。经过演算，这只恐龙臀部处高约5至6.5米，身长25至30米。同时，地质学相关资料显示，这只恐龙约生活于9500万至9800万年之前。
3D CT扫描“从内而外”观察化石
据斯科特·霍克努尔等人介绍，随着科学的进步，他们使用了先进的生物体三维（3D）扫描技术，把修复后的南方泰坦巨龙的每一块骨骼化石都进行了扫描，并且建模复原。
“三维扫描是这些年流行起来的一种方法，它可以帮助我们更好地对恐龙形态学进行描述。”尤海鲁告诉记者，由于恐龙骨骼化石通常都很大，以前的方法是逐一从不同的角度翻来覆去地拍照，但这个过程容易损坏化石。而使用三维表面扫描，可一次性地从各个角度“照”到化石，不仅数据精准，也非常便于后期在电脑系统中从不同角度进行观察研究。
尤海鲁介绍，由于恐龙化石往往是近亿年前埋在岩石中的，因此会产生变形。澳大利亚的此项研究用了三维扫描新方法，但是具体应用起来还有很多细节，同时要结合相应的软件程序开发，在三维扫描基础上，更精确地复原它最原始的形态，这是研究的基础。
斯科特·霍克努尔等人对特征不易区分的标本创建了三维表面模型，可直接在彩色的骨骼图像上进行标注。此外，他们还使用一系列三维对齐和渲染模式，提供了更好的几何比较，同时允许识别相应的埋藏偏差。这也意味着将允许对这些解释进行测试、重新解释，并在后续研究中发布“新版本”。其中，由于恐龙坐骨太大，扫描设备无法将其作为一个整体对待，只好做了两次扫描，然后使用图像堆栈工具，把两个扫描数据集生成一个表面模型。
“这项研究只用了三维表面扫描。实际上我们还可以使用计算机断层扫描，即CT扫描等方法来观察化石内部的一些结构，比如脑颅的结构。因为对于一些化石来说，光看表面并不够，此时就只能借助CT扫描等方法。”尤海鲁向记者介绍。
确认“恐龙新物种”需慎重
恐龙从来都是古生物界的“明星”。每一次发掘，恐龙骨架大小、奇特的形态以及是否是新物种，都是公众关注的焦点。
“大家都喜欢命名一种新恐龙，因此只要发现有一些差别，都倾向于命名它是一个新种。”尤海鲁告诉记者，但实际上，这些差别也可以用一些别的原因来解释，比如说我们人类，存在个体发育、性别、地域和民族的差异，骨骼间会存在很大的不同。倘若把这些差别放到数千万年前的地层中，今天的古生物学家就可能认为人类可据此分为好几种了。“但实际上我们人都属于一个物种，所以要慎重看待骨骼化石间的差别。”他说。
尤海鲁补充说，迄今为止，澳大利亚已发现的恐龙很少，所以每每那里发现恐龙化石，都会引发很大关注。但以南方泰坦巨龙来看，目前被发现和保存的相关材料也不是很多，虽然媒体和研究者强调其是“澳大利亚最大”，甚至是全球“最大之一”，但其复原后也只有30米左右长。实际上，在中国不乏40米左右长的恐龙，那才真正是世界上最大的恐龙或者最大的恐龙之一。
斯科特·霍克努尔等人通过对恐龙化石的附肢骨骼等特征的详细对比研究，并运用分支系统分析，发现澳大利亚之前发现的四个蜥脚类恐龙亲缘关系很近，可以构成巨龙型类蜥脚类的一个分支。
地质资料表明，在澳大利亚这些恐龙生活的时期，这里曾经历了从一望无际的古陆表海，到近海，又到陆地河湖环境的转变。研究人员推测，栖息地的快速发展变化，推动了当地最大的素食动物——泰坦巨龙类形态的多样性。但由于所处区域年代地层分辨率很差，研究人员的所有解释仍不能完全被证实。
“值得注意的是，这个区域内还没有发现其他温顿组巨龙形类恐龙。”斯科特·霍克努尔等人强调，未来，他们的研究将侧重对已知化石点的更详细的地层年代确定和古环境背景重建，因为仅凭系统发育关系来讨论澳大利亚这些最大的陆地脊椎动物的进化，其价值是有限的。
来源：科技日报
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