繁殖受挫理論及其證據(jù)
目前已經(jīng)在世界上許多地方陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了古老爬行類的蛋化石，尤其是恐龍的蛋化石。按照形態(tài)結構，可以把恐龍蛋分為短圓蛋、橢圓蛋和長形蛋等種類�？铸埖暗拇笮∽兓秶艽�，蛋殼厚度及其內外部“紋飾”、蛋殼結構及其殼層中的椎狀層和柱狀層比例變化范圍都存在不同的差異。為了深入開展恐龍蛋內部特征的研究，科學家已經(jīng)采用了很新的技術和多種方法，如掃描電子顯微鏡，x射線衍射儀，偏光顯微鏡，CT掃描儀等等。近年來，我國科學家首次采用醫(yī)療CT技術對山東萊陽出土的恐龍蛋化石進行了無損傷內部結構特征的研究，發(fā)現(xiàn)了山東萊陽的一些恐龍蛋化石具有其他方法無法觀察到的恐龍胚胎。
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萊陽恐龍蛋 |
山東萊陽恐龍蛋化石顏色為灰黑色，外形橢圓，一端較鈍，一端較尖，最大長徑98毫米，最大橫徑70毫米，最小橫徑60毫米。蛋殼表面粗糙，有少量裂紋。發(fā)掘過程中，有少量蛋殼脫落，蛋殼表面粘有少量褐紅色粉砂質泥巖。蛋殼厚度為2-3毫米。采用GE9800醫(yī)療全身CT掃描機進行橫斷掃描，可清晰地區(qū)分出卵殼、卵蛋白和卵黃的輪廓和位置，還可以觀察到一些非常完好的原腸期胚盤。胚盤位于蛋的較突起的一側，靠近蛋殼的卵蛋白邊緣處，長約80毫米，粗約8毫米。
對這些恐龍蛋的深入研究使研究者相信，恐龍的滅絕與它們的繁殖受挫有關。而繁殖受挫的表現(xiàn)就是大量的恐龍蛋的孵化出現(xiàn)了問題。
依據(jù)原生層位中產(chǎn)出的恐龍蛋，有證據(jù)表明恐龍有成窩排卵的習性，少則十來枚，多則幾十個。這種高產(chǎn)蛋率是以量取勝來保證其正常的孵化數(shù)量和維持正常的幼仔存活數(shù)量的生態(tài)策略，在生態(tài)學上叫做r選擇策略。
就恐龍自身遺傳特征來說，要考慮到種群的單一性。大型素食恐龍大多生活在植被茂盛的水源地附近，繁殖地也不會遠離其生活區(qū)域，龐大的軀體和對水體的依賴使它們不便于做長距離的遷徙，在相對穩(wěn)定和有利的環(huán)境條件下，它們也沒有必要進行遠距離的遷徙。這樣，久而久之必然導致這樣的恐龍種群雜交機會的減少，結果使種群純化，形成很多地方性屬種。這方面可以從古生物學研究找到證據(jù)。種群的純化在某種程度上降低了卵的孵化率。恐龍產(chǎn)蛋時的年齡過小或過大都不利于卵的孵化，身體的健康情況同樣對孵化率有影響。
就恐龍蛋本身而言，太重或太輕都不利于孵化。由于蛋的體積與其重量成正比，因此同一恐龍物種過大或過小的蛋都不利于孵化。所以，同種蛋的大小變化范圍大的其孵化率必然低于大小變化范圍小的蛋。就短圓蛋和長形蛋而言，短圓蛋大小變化范圍比長形蛋的要小，單就這一點來看，長形蛋的孵化率應低于短圓蛋。當然產(chǎn)長形蛋的恐龍可以靠提高產(chǎn)蛋率或改善蛋殼結構等方式來彌補這方面的不足。但是不管是短圓蛋還是長形蛋，蛋形均是影響孵化率的又一因素，過長或過圓的蛋孵化率都不高。從山東萊陽的恐龍蛋來看，似乎或多或少均出現(xiàn)了上述問題。
蛋殼厚度是影響孵化率的又一重要因素。同類蛋的蛋殼厚度一般都有一定的變化范圍，如短圓蛋的蛋殼厚度較大，大約為2毫米。但是萊陽發(fā)現(xiàn)的短圓蛋中，出土于下部層位的蛋殼厚度大，上部層位的蛋殼厚度明顯減小。而長形蛋的平均蛋殼厚度是0.9到2.0毫米，比短圓蛋薄。蛋殼過薄或過厚都不利于孵化�，F(xiàn)有資料表明，在地層中隨著層位自下而上恐龍蛋蛋殼逐漸變薄的現(xiàn)象不僅見于萊陽，也見于我國其他地區(qū)和歐洲。有一些蛋殼薄得不到1毫米，尤其是晚白堊世晚期薄殼蛋更是多見。這樣的蛋很難保證正常的孵化。因此，到了晚白堊世晚期恐龍絕滅之時大量的恐龍蛋沒有孵化是可以肯定的。
蛋的內部品質對孵化率也有重要影響，大多數(shù)爬行動物繁殖上與鳥不同，父母不能主動地用自己的體溫來孵卵，而是主要依賴于太陽所提供的熱能，其孵化過程還要受到溫度和濕度等環(huán)境因素的影響。根據(jù)原生層位恐龍蛋化石埋藏情況看，當時在恐龍蛋被產(chǎn)出之后，地層一般均接受了連續(xù)的沉積而沒有見到后期攪動和搬運的痕跡，這樣的跡象表明恐龍產(chǎn)蛋后很可能像鱷魚等爬行動物那樣用周圍的沙土把蛋覆蓋好，保持其免受污染或侵害，然后只能任憑環(huán)境的控制使但進入孵化階段。根據(jù)對山東萊陽恐龍蛋進行的CT掃描的觀察，似乎看不到氣室的存在。氣室的存在及大小可以表明產(chǎn)蛋時間的長短。沒有氣室的蛋化石說明這些蛋產(chǎn)下不久就停止了孵化過程而死亡了，然后即進入了變成化石的石化階段。
所有上述現(xiàn)象均表明，晚白堊世晚期的恐龍在蛋的孵化中發(fā)生了嚴重的問題，因而造成了恐龍繁殖受挫。這些恐龍蛋的研究者據(jù)此認為，這種繁殖受挫很可能是恐龍滅絕的根本原因。
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