幼年霸王龙没有成年霸王龙那可怕的咬合力

幼年霸王龙没有成年霸王龙那可怕的咬合力

成年霸王龙的嘴基本上是骨头粉碎机。新的研究表明,幼年霸王龙的残暴程度无法与成年霸王龙相比,因为它们独特的咬合力,使它们与成年霸王龙区别开来。

今天还没有像霸王龙这样的动物存在,这真是谢天谢地。作为中生代最典型的顶级掠食者,这些巨足动物的咬合力令人难以想象。现代的狮子在咀嚼猎物时能发出相当于1300牛顿的力量,而雷克斯霸王龙凭借其宽大而有力的下颚,每咬一口都能发出高达6万牛顿的力量。

布里斯托尔大学地质学博士生安德烈·罗伊在一封电子邮件中写道:“根据之前的研究,成年霸王龙估计拥有有记录以来任何动物中最高的咬力,足以咬碎一辆汽车。”“虽然这种动物巨大的体型和巨大的肌肉是其惊人的咬合力的关键,但它的嘴的形状也有重要意义,因为我们发现,幼年恐龙的细长下颌骨承受如此高冲击的咬合力的能力较弱。”

这是罗伊领导的一项新研究的主要发现,该研究于周二发表在科学杂志《解剖记录》(anatomy Record)上。这篇新论文提供了进一步的证据,证明幼年霸王龙与成年霸王龙有着显著的不同,而且幼年霸王龙很可能主导着一个独立的生态位。

这项新研究的目的是探索大型掠食恐龙在不同生长阶段的进食技巧是如何变化的。先前的研究表明,幼年霸王龙有一个细长的下颌,它最终长成了成年霸王龙标志性的深固的下颌。罗伊和他的同事“想要测试这种变化的功能意义,”他说。

为此,研究人员基于对完整的雷克斯霸王龙骨骼的CT扫描,以及对肌肉大小、形状和位置的推断,建立了3D生物力学模型。为了制作幼霸王龙模型,研究人员测试了来自蒙古的一只名叫Raptorex kriegsteini的幼年霸王龙。

“我们在研究中使用的主要方法是一种叫做有限元分析的工程技术,它可以揭示固体结构中的应力和应变,”罗伊解释说。“在结构测试中,破损风险高的区域会显示‘热’色,如红色和白色,而‘冷’色,如绿色和蓝色,则表明破损风险最小。”

对幼年霸王龙和成年霸王龙下巴长度相等的测试表明,幼霸王龙承受了更高的压力,这表明成年霸王龙需要一个又深又宽的下巴。这一发现的关键在于对雷克斯霸王龙翼状肌的分析,翼状肌位于它们下颌骨的后端下部。

“由于我们在这些恐龙身上应用了虚拟肌肉来获得准确的咬入结果,我们有机会测试在进食过程中单个肌肉的重要性,”罗伊说。“翼状肌肉被发现可以减少下颌前部附近的弯曲应力,而霸王龙可能会用它巨大的圆锥形牙齿在那里施加最大的咬合力。”

另外有趣的是,现代鳄鱼最大的咬合力是在颌后,而暴龙则是在颌前。

罗伊的新论文表明,如果幼年霸王龙的下颚形状在整个成长期都保持不变,那么它们的细长下颚很容易受到严重的伤害。但事实并非如此,因为成年雷克斯霸王龙较宽的下颌骨能够吸收粉碎骨头所需的巨大力量。具体来说,幼年霸王龙的下巴很细,但和成年霸王龙的下巴一样长,它必须承受3.3倍于成年霸王龙的压力,这是行不通的。因此,在幼年霸王龙和成年霸王龙身上可以看到巨大的身体差异。

罗伊解释说:“成年霸王龙以咬碎骨头而闻名,它们过去会吞下大块的肉和整块骨头,但幼年霸王龙没有这样的装备,因此可能会使用严重的撕咬,最终长不下去。”

因此,幼年霸王龙并不猎食像三角龙和埃德蒙顿龙这样的大型食草动物,而是可能猎食较小的恐龙,甚至可能是生活在白垩纪晚期(大约6600万年前结束)的小型哺乳动物。

罗伊说:“虽然成年霸王龙仍然是一个标志性的顶端杀手,但想到它最初是一种身材纤细的动物,追逐四处奔跑的哺乳动物,就相当令人吃惊了。”