《恐龙的兴衰》恐龙家族的演化历程

在陆续更新了一些博客后，笔者最近不想看计算机科学相关的书（看累了，想换换脑子）。正好最近了解到一本《恐龙的兴衰》，再加上笔者内心一直保持着年少时对恐龙的好奇和向往，就决定看这本书。

前言

《恐龙的兴衰》简述了恐龙家族的演化历程，时间跨度为整个中生代。该书中引用的是最新的恐龙研究成果，可能会打破大多数人对恐龙的刻板印象。

代	古 生 代	中生代								新 生 代
纪	二 叠 纪	三叠纪			侏罗纪			白垩纪		古 近 纪
世		早	中	晚	早	中	晚	早	晚
阶段 (亿年前)		2.52~2.47	2.47~2.37	2.37~2.01	2.01~1.74	1.74~1.64	1.64~1.45	1.45~1	1~0.66

古生代包括二叠纪及之前，新生代包括古近纪及之后。

注意：
（1）对古生物形象的复原总是充满着许多争议，且人们对恐龙的认识也是不断进步的，最新的研究成果可能会颠覆人们以往对恐龙的认知。本文出现的恐龙复原图仅供参考。
（2）除了形象，对古生物体型的推测也并不准确，很多书、电影和纪录片中对恐龙的复原仅代表一家之言。除了化石完整度非常高的物种，恐龙的体型参数仅供参考，不必较真。
（3）恐龙家族种类繁多，分类是很复杂的，笔者不是古生物研究工作者，本文出现的恐龙名可能是包含许多物种的大类，也可能特指某个物种。
（4）本文无法涵盖所有的恐龙种类，只列举了一部分种群。

恐龙的定义和分类

肉食性的巨齿龙和植食性的禽龙是于19世纪20年代发现的最早的两类恐龙。很早以前，恐龙就被定义为与禽龙或巨齿龙属于同一类群的一切生物，以及这两类恐龙共同祖先的所有后代。

巨齿龙：

禽龙：

大部分恐龙只生活在陆地上，天上飞的翼龙类和海里的海爬类都不属于恐龙。

恐龙的种类繁多且不断有新的化石被发现，大体可以被分为两类：鸟臀类和蜥臀类。蜥臀类又被分为蜥脚类和兽脚类。通常习惯把恐龙分为三类：

（1）鸟臀类：禽龙、肿头龙、三角龙、甲龙、剑龙等。

肿头龙：

三角龙：

甲龙：

剑龙：

（2）蜥脚类（长脖子植食恐龙）：腕龙、梁龙、雷龙等。

腕龙：

梁龙：

雷龙（迷惑龙）：

（3）兽脚类（食肉恐龙）：腔骨龙、异特龙、暴龙、棘龙、伶盗龙、鸟类等。

腔骨龙：

异特龙：

暴龙

棘龙：

伶盗龙：

恐龙黎明

2.52亿年前，二叠纪末期，大地上出现了很多巨大的裂隙（甚至绵延数英里），从裂隙中不断地有岩浆、热量、火山灰和有毒气体喷涌而出，这种喷发甚至会持续上百万年，年复一年地摧残着地表的生物。这次大灭绝事件是地球生命最接近完全灭绝的一次，地球生命迎来了大洗牌，在停止喷发数百万年后，地球生态才逐渐复苏。

在这个百废待兴的新世界，主龙类登场了，与以前的爬行动物不同，它们演化出了直立姿势，并且走上了多样化道路，种群数量众多。主龙类的两个谱系一直延续到了今天：
（1）假鳄类（鳄系主龙类）。包括鳄鱼。
（2）鸟跖类（鸟系主龙类）。包括翼龙类、恐龙、鸟类（鸟类是恐龙演化来的）等。

为了更好地进行科学研究和分类，科学家们定义恐龙型类动物为包括恐龙和与恐龙亲缘关系最为接近的生物。真正的恐龙最早大约出现在2.3亿年前，它突破了恐龙和其它恐龙型类动物之间的界限。

始盗龙和埃雷拉龙是目前发现的最古老的恐龙。

始盗龙：

埃雷拉龙：

此时的恐龙大部分生活在潮湿地带，还不能很好地适应泛大陆的灼热，种类、体型和数量都比较有限。在与它的鳄系对手竞争中，一直处于下风。

晚三叠纪时期，样貌接近恐龙，行为也与恐龙非常类似的动物有很多，从演化生物学的角度来说，这叫趋同演化：不同种类的生物彼此相似，是因为它们的生活方式和生存环境相差无几，比如蚯蚓和蛇。

在三叠纪时期，恐龙已经登上了历史舞台，但并不在食物链的顶端，它们生活在体型更大、种类更多的两栖动物，以及哺乳动物和假鳄类亲戚的阴影下。自诞生3000万年，恐龙一直是一个相对边缘化的族群。

板龙是生存于2.1亿年前的蜥脚类恐龙。体长6~8米，身高3.6米，体重5吨左右，据考古研究它是当时体型最大的恐龙。

恐龙称霸

2.01亿年前，三叠纪即将结束，泛大陆即将裂开，地底的能量又一次冲到了地表，地球生命又迎来了一次洗牌。这次大灭绝使得大部分的假鳄类都倒下了（仅剩下原始鳄鱼），而恐龙经受住了这场灾难，得以突破藩篱，逐渐成长为体型巨大、占据支配地位的物种。

侏罗纪

侏罗纪才标志着恐龙时代的真正开始，人们耳熟能详的恐龙开始出现：异特龙、剑龙、梁龙等。

大型蜥脚类恐龙（长脖子的植食恐龙）是很具代表性的种群，它的身体能够长得非常巨大，主要因为以下特征：
（1）长脖子。增大了头部活动范围，够得着更高处的树叶，可以不移动身体就能获取足够的食物。
（2）生长方式。高效的新陈代谢使得它们生长得更快、更活跃。
（3）高效的肺。有多个气球一样的气囊与肺相连，效率极高，每次呼气和吸气都能吸收氧气。兽脚类恐龙也有这样的肺，而鸟臀类恐龙没有这样的肺。
（4）骨头轻。除了在呼吸时储存空气，侵入骨头的气囊还减轻了骨骼的重量（骨骼依然坚硬）。
（5）散热系统。众多气囊遍及身体大部分地方，延伸进骨头内部，游走在器官之间，形成了一大块用来散热的表面。

侏罗纪时期，大型兽脚类恐龙也十分繁荣，代表性的有异特龙、蛮龙、食蜥王龙等。

异特龙捕食梁龙：

异特龙和蛮龙：

蛮龙和食蜥王龙：

小一些的如角鼻龙：

生物演化的方向是随机且多样的，它们有的很好地适应了环境，有的则走进了演化的死胡同。随着时间的推移，同一种恐龙会演变出各种各样的形式，甚至分离出新的物种。

以鸟臀目中的剑龙为例，它们的骨板和尖刺就是多种多样的：



除了大型恐龙，相对边缘的小型恐龙也在积蓄力量，它们有的会在白垩纪时期演化成更强大的恐龙种群。

白垩纪

在侏罗纪和白垩纪的过渡时期，全球气温变冷、干旱，后又回到正轨。大陆继续分裂，在裂隙处同样有岩浆、火山灰和有毒气体喷发，环境随之恶化。

白垩纪时期，雷龙、梁龙、蜿龙这类恐龙几乎灭绝了，取而代之的是巨龙类，虽然体型预估更加硕大，但种群多样性不如从前。同时，剑龙类被甲龙类取代，鸭嘴龙类出现，角龙类、暴龙类、鲨齿龙类等繁荣了起来。

一个强大的物种并不是凭空出现的，在白垩纪时期繁荣的恐龙是侏罗纪时期相对边缘化的恐龙种群的后代。就像恐龙取代假鳄类的生态位一样，恐龙内部也存在竞争。

白垩纪时期的大陆已经被海洋分割为了多个大大小小的陆地，这些孤立的陆地各自养育了各种各样的恐龙。这导致相比于侏罗纪，白垩纪时期的恐龙更具多样性：暴龙类和角龙类在北半球；鲨齿龙类在南半球狩猎巨龙类；迷你型的恐龙占据了欧洲诸岛等等。

白垩纪时期的大型蜥脚类恐龙（泰坦巨龙类）的体型丝毫不亚于侏罗纪时期的前辈。

甲龙类：



鸭嘴龙类：



角龙类：





暴龙类：





镰刀龙和暴龙：

鲨齿龙类：

君王暴龙

在《恐龙的兴衰》一书中，作者专门用一章的笔墨描述了君王暴龙（霸王龙），霸王龙是目前发现的最大的暴龙类物种，生活在6800万~6600万年前的北美洲，其它暴龙类则广泛分布于北半球的其它陆地，比如生活在亚洲的特暴龙。自霸王龙被发现以来，就成了银幕上的明星，各类关于恐龙的电影、电视剧和纪录片都少不了霸王龙的登场。

全世界发现的霸王龙化石很多，且存在非常完整的骨架，再加上其自身的明星魅力在不断地吸引着科学家的目光，因此如今古生物学家对它相当了解（相比于对其它恐龙）。

最新研究发现的霸王龙的以下特征，某些可能会颠覆你对它的印象：
（1）体格雄壮。成年个体长达42英尺（12.8米），体重7~8吨。大部分兽脚类恐龙都到不了这个体长，即便有的和霸王龙体长一样，但它们更轻一些，因为霸王龙的骨骼更粗壮结实。

有的食肉恐龙体长超过了霸王龙，但霸王龙依然是目前发现的体格最雄壮的兽脚类恐龙。

（2）体表有毛。从头部到小短臂，到强壮的腿部，一直延申到尾巴尖，霸王龙的身体覆盖着一层厚厚的鳞片，且鳞片之间还有羽毛长出来。这种羽毛是简单的丝状结构，有的很硬，就像豪猪的刺。

在有的复原图中，霸王龙全身都是毛发，跟火鸡似的，但这种结构不利于巨兽散热，因此推测霸王龙只有少量毛发（参考本书的封面图）。

（3）头部。相比于其它兽脚类恐龙，暴龙类的头骨占比更大，下颌更宽，这为咬合提供了强大的力量。霸王龙牙齿粗壮，更像钉子而非刀片，能粉碎骨头。

科学家模拟了霸王龙咬穿三角龙骨盆的过程，结果显示霸王龙每颗牙齿能够施加至少3000磅（1360千克）的力,而霸王龙拥有50颗牙齿，且一生能换牙无数次。

根据作用力与反作用力的原理，霸王龙的头骨密度很大，这样才能承受住咬合带来的反作用力，因此仅仅依靠头部撞击就能产生很大的力量。

霸王龙是有嘴唇的（也许它们平时是一副憨憨的表情，参考老虎和狮子）。



（4）移动速度。成年霸王龙的速度并不快，在每小时15~ 20英里（24~32公里）之间，靠伏击和闪击捕猎。幼年或亚成年霸王龙更敏捷一点，可以追击猎物。

（5）生长。在从幼年长到成年的过程中，霸王龙的头部有明显的变化：幼年期，头骨长而低，口鼻部凸出，牙齿薄而细，颌部肌肉痕浅；青少年时期，头骨会一直变大、变高、变强，骨缝锁合得更紧密，肌肉印痕加深，牙齿变成道钉。

霸王龙长的快、死得早。在高速生长阶段，霸王龙的骨架要承受每天增重5磅（2.27千克）的压力。如今发现的霸王龙化石中没有一个能活过30岁。

（6）群居。成年恐龙的力量加上未成年恐龙的速度，完美配合。
（7）肺。霸王龙的肺类似于蜥脚类或鸟类，可以为身体源源不断地供应氧气。

（8）大脑。霸王龙的EQ（大脑容量与身体体积之比）仅次于人类和海豚，与黑猩猩相当。而且相比于大多数其它恐龙，它的嗅觉、听觉和视觉（拥有立体视觉）更发达。
（9）小短臂。霸王龙的胳膊和人类的差不多长，但十分有力，有着强大的肩伸肌和肘屈肌，也许可以用于压制挣扎的猎物和起身时的支撑。估计如此短小的设计是为了平衡身体，毕竟头部偏大偏重。

这样的掠食者当然不是突然出现的，霸王龙的祖先是生存于侏罗纪时期亚洲大陆的一种小型恐龙，经过近1亿年的演化才拥有了这些惊人的特征。霸王龙堪称恐龙家族向杀戮演化的最终版本。

除了暴龙以外，很多恐龙也都有羽毛，甚至是五颜六色的。过去人们普遍认为在现今的动物中，和恐龙最接近的是蜥蜴（冷血动物、布满鳞片）。而最新的研究发现，鸟类才是恐龙的近亲，它们是恒温动物，大都拥有高效的肺，甚至和今天的鸟类一样拥有五颜六色的羽毛。

角龙类是暴龙类的主要食物来源之一。在演化过程中，角龙类在不断地增大体型、长出各种各样的头盾和角，以此抵御暴龙类的攻击；而暴龙类也在不断地增大体型、强化上下颌，以便更有效地捕食角龙类；两者的演化巅峰就是三角龙和霸王龙。不论是在过去还是现在，诸如此类的演化关系在自然界数不胜数。

恐龙遗产

鸟类属于兽脚类恐龙，它们并不是在其它恐龙亲戚灭绝后才出现的。

生存距今约1.5亿年前的始祖鸟就是小型兽脚类恐龙向今天鸟类方向演化的一个例子。在侏罗纪时期就有一部分小型兽脚类恐龙演化出了类似今天鸟类的翅膀，它们可以滑翔、潜泳（类似今天的企鹅）、甚至飞翔。

始祖鸟：

小盗龙：

近鸟龙：

直至6600万年前那场导致大部分恐龙灭绝的小行星撞击地球，鸟类家族已经演化出了非常丰富的种群，和其它恐龙共存着。鸟类挺过了那场大灭绝，在新生代时期也曾演化出体型巨大的物种。直至今日，依然在地球生物圈中扮演着重要角色。

象鸟：

恐怖鸟：

2.5亿年前，可怕的火山喷发将地球上几乎所有的生物都清除，而恐龙迎来了黎明；在三叠纪末大灭绝中，恐龙的竞争对手假鳄类遭遇重创，恐龙开始强势崛起并称霸；整个侏罗纪和白垩纪，恐龙一直牢牢占据着大量的陆地生态位，其它哺乳类、两栖类、鳄类等只能猥琐发育。而如今风水轮流转，小行星又一次带来了生物大灭绝，恐龙家族仅剩下鸟类存活至今。

和恐龙一样，哺乳动物也凭借着竞争对手的大量消失而迅速崛起，而这个家族诞生出了地球历史上最强的生物——人类（智人）。

现已知的鸟类有1万种，不可谓不兴盛，它们种类繁多（鸵鸟、猛禽、鹤、海鸟、雁、雀等）、占据着各种生态位（食肉、食鱼、食虫、食植、被人类吃），续写着恐龙的族谱。

结语

自2.3亿年前第一只恐龙出现，到6600万年前大部分恐龙灭绝，再到今天鸟类的兴盛，恐龙家族的演化是非常成功的。

生命的演化之路是漫长的，演化方向是随机的，且伴随着大量物种的灭绝和诞生。很多我们习以为常的身体结构（比如四肢、五指、五官、毛发等）都是经过了残酷的自然选择才形成的。

笔者认为，无论人工智能和大数据如何发展，超算的运算能力有多强，机器是无法完全取代人类的。

不只是人类，任何一个物种都存在基因突变，这是演化的核心所在（不然每一代的个体都一模一样），这样才会诞生出各具特色的新个体（甚至新物种），当发生诸如生物大灭绝（规则改变）事件的时候，或许存在某些新个体能很好地适应突变的环境、学习新世界的规则。

而机器只会重复地干自己会的事情（尽管干得比人类或其它任何生物更出色，该书中也多次提到使用计算机软件分析和研究恐龙），且只能基于已有的事物预测未知的事物，对未知领域的适应能力是很有限的。一旦发生类似规则改变的事件，它们将无法自行学习新世界的规则，可能都没法供电，除非有什么外力（比如人类）帮助它们。

也许在生产机器的时候可以人为模拟演化的方向，即便不计成本，但谁也不知道下一个规则改变是什么，演化方向该朝哪里走。在生命演化史上，“团灭”的例子也不少。

我们人类拥有无可匹敌的智慧，能够发展文明和科技，或许会因此避免重蹈大部分恐龙的命运，但也因为我们的聪明才智，才使得如今的生存环境比恐龙那个年代恶化得更快。

我们计算机程序员总是专注于具体而细小的问题，也许从更宏观的角度考虑问题也不失为一种对思维的扩展。