【2015搞笑諾貝爾生物學獎】怎樣模擬雙足恐龍走路?

作者:老貓 來源:果殼網 日期:15-09-18

更多頒獎內容請瀏覽:2015搞笑諾貝獎專題

2015年搞笑諾獎的生物學獎頒發給了智利大學與芝加哥大學的研究者,因為他們成功地模擬了雙足恐龍的步態。在頒獎典禮上,研究人員甚至親自表演了這一步態。

研究雙足恐龍步態的方法其實非常有限,各種嚐試往往是基於恐龍腳印化石和後肢骨骼結構的模擬——畢竟它們早已滅絕,沒有辦法抓一隻回來直接研究了。

想要在現生的動物中尋找線索並不容易。主龍形類爬行動物中,鱷魚的步態顯然與雙足恐龍有著巨大的差異,不信你可以想象一下霸王龍用它的兩隻小短手趴在地上走路的場景。

圖片來源:trextrying.tumblr.com

而現生主龍形類的另外一支,雙足恐龍的直接後裔——鳥類,它們的步態與雙足恐龍的步態有著更多的相同點。雙足行走、完全直立的姿勢、後肢的運動方向與身體矢狀麵(將身體縱切成左右兩部分的假想麵)平行,這些特征簡直一摸一樣。然而,兩者之間也有一些關鍵的區別:例如與鳥類相比雙足恐龍因為擁有長長的尾巴,身體的重心明顯靠後,這也使得它們沒有辦法像鳥類一樣動動膝蓋就走得飛快,它們得老老實實地靠屁股走路,就像我們人類一樣。

不過既然主要隻是尾巴帶來的重心差異,是不是可以給鳥類裝一個尾巴?

智利大學的布魯諾·格羅西(Bruno Grossi)和他的同事們真的做了這件無厘頭的事情。[1]他們養了一些雞,並將它們分為幾組:一組(實驗組、E)裝上了類似尾巴、將它們的重心向後移動的配重;一組(重量對照組、CW)作為對照,將配重加在了重心的正上方,當然還有一組(對照組、C)沒有受到任何“殘忍”的對待。這些雞從出生2天開始接受配重處理,直到它們長到第12周,達到性成熟。

三組實驗用雞,其中,實驗組雞的重心被從CCOM處調整到了ECOM處。

經過12周的訓練後,實驗組與另外兩組的姿態產生了顯著的區別,不論是處在站立姿態的時候,還是在它們走路的時候。為了保持重心,在靜止站立時,實驗組蹲得更深,而重量對照組與對照組之間沒有任何區別。而在行走時,實驗組與其他組的差別更顯著,尤其是股骨的運動幅度顯著增大——在兩個對照組裏,雞行走的時候,股骨與身體的角度幾乎是不變的。

三組雞靜止時與運動時的步態變化。灰色:對照組;黃色:重量對照組;棕色:實驗組。

最關鍵的是,實驗組開始用屁股走路了!實際上,現生動物中,除了鳥類之外,不論是哺乳動物還是鱷魚都是用屁股發力來行走的,此前根據化石依據的分析表明雙足行走的恐龍理論上也應如此。

裝上尾巴的雞是這樣走路的。

布魯諾·格羅西的實驗發表在2014年2月5日的《公共科學圖書館—綜合》(PLoS ONE)雜誌上。不過他們還不是第一個做這種無聊實驗的人,十五年前,紐約州立大學與哈佛大學的研究員也發表過給雞裝尾巴的相關研究。[2]不過在之前的研究中,裝尾巴的雞每天職能鍛煉20分鍾,而且尾巴的配重也不是特別合理,因此得到的結果與新的研究差別顯著。

當然,真實的情況肯定遠比實驗中要複雜,畢竟恐龍的尾巴不隻是一個簡單的配重。不過,這為恐龍運動的研究提供了全新的思路,讓古生物學的研究方法有了更多的可能性。

參考文獻

Grossi Bet al (2014) Walking like dinosaurs: chickens with artificial tails provide clues about non-avian theropod locomotion.PLoS ONE9(2):e88458.

Carrano MTetBiewener AA (1999) Experimental alteration of limb posture in the chicken (Gallus gallus) and its bearing on the use of birds as analogs for dinosaur locomotion.Journal of Morphology240:237-249.

關鍵字:2015,搞笑,諾貝爾,生物學獎,恐龍

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