科學家腦洞大開，根據恐龍化石想象它們的交配姿勢，推測雌雄性別

古生物學家長期以來一直在努力研究如何根據化石區分雄性和雌性恐龍。但新的研究可能會讓科學家更接近識別一組恐龍的性別。

鴨嘴龍，又稱鴨嘴恐龍，常見于白堊紀晚期（100.5至6600萬年前），這些食草動物的骨骼遍布多個大陸。

一些鴨嘴龍化石顯示出外傷性骨損傷愈合的證據，所有這些都位于同一位置：在尾巴根部后的椎骨上。

化石記錄中沒有發現保存恐龍生殖器官證據的軟組織，在化石中觀察到的差異通常被認為是由于物種或年齡造成的，而不是性別。此外，恐龍含有化石蛋的證據也很難獲得。

周二發表在《iScience》雜志上的一項新研究的作者認為，這些傷害發生在交配過程中——它們可以用來表明哪些化石屬于雌性鴨嘴龍。

“這將改變游戲規則，因為它將使有關雄性和雌性恐龍之間差異的其他問題得到回答，”主要研究作者、比利時皇家自然科學研究所地球與生命史運營局的研究員Filippo Bertozzo博士說。

加拿大古生物學家達倫·坦克 （Darren H. Tanke） 在整個 1980 年代首次注意到他在艾伯塔省恐龍省立公園發現的骨頭上的鴨嘴龍椎骨受傷。坦克最初的假設是，它們是由雄性鴨嘴龍在交配過程中騎上雌性造成的，但他的說法主要基于在加拿大發現的化石。

貝爾托佐在2019年前往俄羅斯進行研究時，在研究鴨嘴龍 Olorotitan arharensis 的化石時注意到了同樣的傷害。在貝爾法斯特女王大學期間，他正在攻讀鴨嘴恐龍疾病的博士學位。貝爾托佐邀請坦克與他一起進行新的研究。

“為了支持行為主張，你需要有一個廣泛的數據集，能夠涵蓋化石化、保存和收集的偏見，”貝爾托佐說，“此外，恐龍生物力學模擬并不像今天那么發達，達倫無法檢驗他的假設。”

研究人員和他們的合作者一起分析了北美、歐洲和俄羅斯博物館保存的不同鴨嘴龍物種的近500塊尾椎。他們在不同標本的尾巴中部發現的損傷和畸形驚人地相似。

“在尾巴的底部，在骶骨和尾巴的中點之間，神經棘（椎骨頂部的細長條，我們在人體解剖學中稱之為”棘突“）在它們的尖端被折斷，有時沿著脊柱的主體，”貝爾托佐說。

他說，尖端要么傾斜、腫脹、傾斜，甚至缺失——這意味著受傷導致尖端折斷并被身體重新吸收。

貝爾托佐說，每個標本的幾塊椎骨上都可以看到損傷，這表明損傷是沿著尾巴的主線蔓延的。

該團隊進行了多次模擬，看看這些傷害是否可能是由于恐龍日常生活中的其他活動造成的，例如不小心踩到對方的尾巴、運動時肌肉拉傷、打架、被獵殺、進食或行走。

但根據這項研究，沒有一種情況會始終如一地產生化石上看到的傷害。

相反，作者認為雄性可能騎在側臥的雌性身上，并在交配過程中壓在雌性的尾巴上，不小心折斷了神經棘。

“交配假說是目前最能解釋我們的觀察和數據的假說，”貝爾托佐說，“最好的證據是，我們在不同地點和時間的許多不同物種中發現了這種情況，這表明這不是特定物種的事情，而是一種在所有物種中都是保守的事件，發生在所有物種身上，那就是交配。”

這些傷勢似乎也不致命，因為有愈合的跡象，甚至有第二次受傷的證據。

“在繁殖過程中積極追求雌性聽起來可能對物種的延續不利，但我們已經在許多現代物種中目睹了類似的現象，例如海獅、海龜和某些鳥類，”研究合著者、貝爾法斯特女王大學生物科學學院教授加雷斯·阿諾特在一份聲明中說，“生殖競爭是動物生物學中最復雜的話題之一，尤其是對于滅絕的物種而言。”

巴塞羅那自治大學米克爾·克魯薩豐加泰羅尼亞古生物學研究所恐龍生態系統研究小組的研究員阿爾伯特·普列托-馬爾克斯博士認為，愈合的中尾骨折的一致損傷模式很可能是一個真正的信號，而不是巧合。他沒有參與這項研究，并對研究人員的創造性洞察力表示贊賞，但認為需要更多證據。

“目前，我們無法僅通過觀察尾巴受傷來識別雄性和雌性恐龍，”他說，“可以肯定的是，我們需要在我們知道是雌性的標本中找到相同的模式，例如保存了卵子或髓質骨。”

髓質骨是在鳥類和恐龍長骨的空腔內形成的臨時組織，為蛋殼提供鈣，此前曾在2016年用于識別懷孕霸王龍的研究。例如，根據這項研究，在雞中，髓質骨在第一個雞蛋產下前一到兩周形成，并在最后一個雞蛋產下后約三周被重新吸收。

作者寫道，如果同樣的模式發生在恐龍身上，那么任何包含這種證據的恐龍都會在繁殖期大約五周的時間范圍內死亡。

貝爾托佐說，如果這一假設能夠得到證實，它可能會開辟一種全新的方法來理解遭受此類傷害的完整鴨嘴龍化石。

“這可能會帶來一系列影響，例如測試頭骨嵴是否因性別而異，或識別以前分配給新物種的解剖特征，”他解釋道。

但需要更多的數據來支持這項研究。盡管該團隊編制了一個龐大的數據集，但他們渴望研究來自中國和南美洲的化石以繼續他們的比較。貝爾托佐說，他們還希望使用更強大的計算機模擬來包括不同受傷情況下的尾巴運動和肌肉體積。

貝爾托佐還很好奇其他類型的恐龍是否也存在這種傷害，比如長頸蜥腳類恐龍。他很驚訝地發現，禽龍是鴨嘴龍的祖先，在化石記錄中也很常見。

“這個故事才剛剛開始，我希望我們的故事只是更好地了解恐龍生活的這一方面的第一步，”貝爾托佐說。

蘇格蘭愛丁堡大學古生物學和進化學教授史蒂夫·布魯薩特（Steve Brusatte）說，根據骨骼確定恐龍的雄性和雌性恐龍需要很高的舉證責任，這在歷史上一直很困難，他沒有參與這項研究。

“作者已經闡述了他們的觀點，我認為他們提供了一個令人信服的論點，但與恐龍行為的許多方面一樣，我們在數千萬年前還沒有將它們作為真正的動物來觀察，所以這些解釋總是會有某種程度的懷疑，某種程度的不確定性，“他說。我們常常分不清男孩和女孩。

日本北海道大學博物館脊椎動物古生物學教授小林義嗣博士發現這項研究是他在最近的恐龍古生物學中見過的最具想象力的研究之一，并認為該研究中的建模排除了其他可能的原因。雖然小林發現了鴨嘴龍的新物種，但他沒有參與這項新研究。

然而，雖然小林覺得這個假設很有趣，但他認為這是一個大膽的起點，而不是確鑿的證據。

“這項研究為了解恐龍的私生活打開了一扇迷人的窗口，”他在一封電子郵件中寫道：即使并非所有結論都成立，它表明骨骼可以保留我們從未想過會看到的行為痕跡。想到即使是這些古老生物的傷疤也能揭示它們最親密生活的時刻，毫不夸張地說，是寫在它們骨頭上的恐龍的“愛情生活”，真是令人興奮。