利用一颗牙齿,就可以恢复一个动物的全貌
"最近,#用骨头复原动物原来的样子#这个话题上了热搜。生活中常见动物的头骨,在我们眼中却宛如外星生物,不禁让人猜想,在这些动物灭绝的千百年后,人类将如何描绘这些动物生前的模样。图片来自网络古生物复原师们如何复原那些已经灭绝的动物?一起来看看今天的文章吧~"文/宁静海的菊石君编辑/洛绛

日本有一位漫画家村田雄介(对,就是画《一拳超人》的那个村田雄介),16年某一天,他不知哪个脑洞豁然大开,突然画了一系列“未来人类根据骨骼想象动物们的长相”图,然后和动物们真正的样子放在一起。谜一样的画风令人瞠目结舌……

↑从上到下,分别是抹香鲸的骨架、“未来人类的想象复原图”、和真实的抹香鲸。

↓而这个,则是河马的头骨、河马的“复原图”,和现实中的河马:

河马:我能怎么办,我也很绝望啊!等一下!如果对着骨架做出来的复原图,和现实情况可以差那么多,那岂不是说……我们对着恐龙骨骼做出来的复原图,其实也有可能……由上至下:沧龙骨骼,村田雄介想象出的沧龙,科学家复原出的沧龙。到底哪个对呀??

或者,一直被我们嘲笑的“小短手”霸王龙,会不会其实……

霸王龙:………………

古生物复原图到底是不是胡B画的?会不会我们复原的形象完全是错误的??

……并不会。因为村田雄介画中表现出来的“复原”其实并不符合复原师们平时的工作逻辑,或许它更像是一种可爱的空想。

我就是一个古生物绘师。尽管人们常常幻想古生物复原绘师的工作是很浪漫、很自由的,可以发挥全部创造力和想象力从纸张上复活一类灭绝的生物……但事实上,这一工作并没有人们想象的那么奇幻。古生物复原图的绘画,本质上是对于古生物学研究的一个综合展示。我们要把那些复杂、枯燥、大众无法直接领会的学术研究对象和研究成果,尽量直观、完整地呈现出来。所以,虽然“古生物复原图”的绘制过程、手法和结果是艺术的,但这种艺术必须要给学术和科学性让位。

作为一个目前专职的古生物绘师,我不久前曾受徐星老师之邀为杨氏钟健龙(Zhongjianosaurusyangi)做复原。接下来,我就以这次复原的过程为例,向大家介绍一幅复原作品是如何完成的。

一、骨架复原

这是杨氏钟健龙的化石石板:

杨氏钟健龙的化石石板。图片来源:作者

对,这就是一开始我仅有的东西。由于保存不全,所以我首先要通过观察,逐一确定并描绘出化石石板上保存的全部骨骼,同时对其中的一些骨骼进行形态修正,然后通过计算比例、参考亲缘关系接近的驰龙类等方法逐一补完骨骼。

经过这些工作,我重塑出了杨氏钟健龙的站立骨架形态,它是这样的:

杨氏钟健龙的站立骨架复原。图片来源:作者

在这一步中,如果被复原生物的化石保存比较完好,是可以直接测量比例,建立该生物的站立姿态的骨架草图的。但是如果像这次一样,遇到了化石保存并不完整,或者缺乏足够的颅后骨骼化石材料,比如只有残破的部分头骨、下颌或者零碎的肢体骨骼的情况,就需要扩大参考范围,利用所有可能的资源——无论是同属内的其它物种,还是亲缘关系较近的物种或者形态最为接近的生物——以求最大限度还原生物的骨架形态。

记得居维叶曾经说过一句话,大意是“利用一颗牙齿,就可以恢复一个动物的全貌,乃至更多信息”,这话虽然有一些夸张,但大体上是差不多的。一个关于他的轶事中说,一次居维叶的几个学生准备对他这个老师搞搞恶作剧,其中一个学生穿上魔鬼的衣服、带着有角的面具,穿上像蹄子一样的鞋子,深夜闯进居维叶的卧室,恐怖的叫着“居维叶!居维叶!我吃你来了!”,被惊醒的居维叶看了一眼,安然的说:“有蹄子有角的动物都是吃素的,你是不可能吃我的!”然后倒头继续睡觉。

乔治·居维叶,被誉为“古生物学之父”图片来源:wiki

为什么只看到动物的一部分就能对动物整体做出判断呢?

这其实应用了古生物研究中一个非常重要的定律——器官相关律,即生物体是一个整体的结构,各个组成部分的结构和相关机能是紧密的相互联系在一起的,一部分发生变化,其它部分也会相应的发生变化。根据这一点即可以在化石保存不佳的情况下,对研究对象进行整体评论、复原并推测其生态习性。

同样的,针对不同的动物的不同部位,我们所能得到的信息也是不同的。典型一例是哺乳动物的牙齿——通过一颗爪兽的牙齿,我们可以得到它的食性、体型体态、栖息环境等诸多信息,然而如果你得到的是它的骨骼,或是爬行类动物的牙齿,那么你就无法得到这么多的信息的。

鼬科动物的牙可以使我们了解很多东西

这也就是为什么在没能得到杨氏钟健龙的全部骨骼的情况下,我还是顺利的复原出了它的站立骨架形态。

二、为复原后的骨架

增加肌肉

由于在杨氏钟健龙的复原当中肌肉的情况更多的会被羽毛所掩盖,所以我在这一步是参照了现代鸟类,大致在草稿纸上确定肌肉复原轮廓,由此就制作出了相关的前期工作的结构参考示意图。杨氏钟健龙的肌肉复原图。图片来源:作者

虽然这次复原的肌肉的部分比较简单,但显而易见的是,肌肉的复原就是引发开头分歧的主要原因。所以我将在这里为大家拓展更多的内容:

事实上,肌肉复原的专业性非常强,因为它的方法主要是依赖于现代动物解剖学知识的,也就是说,根据肌肉和韧带在骨骼上留有的附着痕迹,和不同动物身上不同肌肉的功能与发达程度来进行判断。

马头骨上三处明显的肌肉附着痕迹图片来源:作者

比如观察现代的马是我们可以发现:越是强大有力的肌肉、韧带附着痕迹越明显,但一些细小的比如面部肌肉或者手脚的小肌肉组则隐秘得多。

除此之外,当然也有一些相对巧妙易懂的方法,比如说通过运动的需求来反推肌肉的样子:为了支撑鲸鱼头部的上下活动,它必须要有一组强大的肌肉,来从头骨枕部连接到它的到脊椎上。而这块肌肉大概就长这样——

海豚的后颈肉

这就是为什么鲸绝对不可能长成蝌蚪形!这组巨大的肌肉是负责牵引头部的,毕竟头骨那么沉重,如果没有,那么动物就根本抬不起头了……

缺这么一大块肌肉,这位抹香鲸同学会颈椎劳损的……

再比如,依赖骨骼和肌肉的相互作用来进行判断。

当人们发现利齿猪亚科的门齿的时候,他们发现了非常有趣的一点:这种生物幼年时刚刚萌发的门齿上有着细密的褶皱,而当他们长大后,门齿齿尖就会被磨损,唇面珐琅质则变得光滑。毫无疑问,这是成长过程中唇齿的摩擦带来的结果。

利齿猪亚科幼年与成年后的门齿图片来源:作者当我们带着这样的结论去看河马的时候,有些东西就变得显而易见了:门齿和嘴唇紧密摩擦的部分已经光滑,但是犬齿的唇面纹理还在。如果说门齿外侧的光滑还能说是上下门齿摩擦的结果,那么内测的光滑几乎就可以判定是来自舌头和嘴唇共同的摩擦了。河马的牙齿及骨骼图片来源:boneclones.


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