恐龍牙齒揭示了1.5億年前的生命狀況 _恐龍

坦桑尼亞長頸巨龍頭骨（柏林自然博物館，MB.R.2223）。鳴謝：丹妮拉·溫克勒
據萊布尼茨生物多樣性變化分析研究所（由弗洛里安·施泰因克羅格（Florian Steinkröger）撰寫）：長頸恐龍吃什么——它們又到何處覓食來填飽肚子？一組研究人員利用尖端的牙齒磨損分析技術，重建了蜥腳類恐龍的取食行為。他們的研究結果發表在《自然·生態與進化》雜志上，顯示微觀的牙釉質磨損痕跡為研究1.5億年前生態系統的遷移、環境條件以及生態位分布提供了令人驚訝的見解。
侏羅紀時期的大型恐龍是如何生活的？它們吃什么，如何共享棲息地——它們是否會季節性遷徙？由基爾大學博士后研究員丹妮拉·E·溫克勒博士、萊布尼茨研究所訪問科學家兼柏林自由大學助理研究員伊曼紐爾·肖普博士以及里斯本新星大學博士生安德烈·薩萊羅領導的一個國際研究團隊對此進行了探索。他們的新研究采用了一種不同尋常的方法：利用牙齒化石上的磨損痕跡作為窺探過去的窗口。
“化石牙齒上的微小劃痕能告訴我們如此多的關于飲食甚至行為的信息，我仍然覺得這很神奇， ”應用方法論專家溫克勒說道。這項技術被稱為牙齒微磨損紋理分析（DMTA），最初是由利物浦大學（LIB）科學家托馬斯·凱澤教授領導的研究小組為研究哺乳動物而開發的。目前的研究標志著該方法首次系統地應用于蜥腳類恐龍。分析工作是在利物浦大學的實驗室進行的。

采樣地點的蜥腳類恐龍多樣性和牙齒形態。圖片來源：自然生態與進化（2025）。DOI：10.1038/s41559-025-02794-5
牙釉質作為環境檔案
該團隊分析了來自三個以恐龍化石而聞名的地質構造的322個牙齒表面的高分辨率3D掃描圖像：葡萄牙的洛里尼亞構造、美國的莫里森構造和坦桑尼亞的滕達古魯構造。所有牙齒均來自總共39個個體。樣本直接取自原始牙齒或高分辨率硅膠模具。
“我們談論的是微米級別的結構，”溫克勒（Winkler）解釋道，“這些細小的磨損痕跡是牙齒與食物相互作用的結果——它們揭示了動物在生命最后幾天或幾周內所吃的東西。”
物種與地區之間的驚人差異
統計分析顯示，不同蜥腳類恐龍群體與其所在地點或地理區域之間存在明顯差異。尤其引人注目的是，長尾蜥腳類恐龍（包括著名的梁龍）的磨損模式表現出高度變異性。這種異質性表明，這些動物能夠獲取多種食物來源，并表現出雜食性攝食行為。
尤其令人驚訝的是，來自葡萄牙和美國的卡瑪拉龍（Camarasaurus）標本具有高度一致的磨損模式。這種微觀磨損的一致性不太可能僅僅用植物分布的均勻性來解釋，相反，它表明這些恐龍在一年中會刻意尋找相同的食物來源。
“當時葡萄牙和美國的氣候具有明顯的季節性，因此某些植物可能無法全年供應，”伊曼紐爾·肖普解釋道，“卡馬拉龍牙齒磨損的一致性表明，它們可能為了獲取相同的資源而進行季節性遷徙。”
坦桑尼亞的長頸巨龍類恐龍的情況則有所不同，它們的牙齒磨損程度明顯更大、更復雜。研究人員認為這是特定環境條件的結果：坦達古魯組所處的氣候為熱帶至半干旱氣候，附近有一條大型沙漠帶，這些蜥腳類恐龍食用的植物很可能經常被從沙漠帶吹來的石英砂污染。這種被石英砂污染的飲食很可能導致了牙齒上出現高度磨損的痕跡。

頰面和咬合面的主要成分1和2，在三種蜥腳類恐龍動物群之間進行比較。圖片來源：自然生態與進化（2025）。DOI：10.1038/s41559-025-02794-5
關鍵因素是氣候，而非植物品種
各地區之間也存在明顯差異：坦桑尼亞的牙齒磨損程度始終高于葡萄牙或美國的牙齒。關鍵影響因素是什么？氣候。
“這項工作最有趣的方面之一是，我們能夠將牙齒磨損模式的差異與古地理和不同蜥腳類動物群的棲息地偏好聯系起來，”薩萊羅總結道，“這項研究向我展示了如何處理我目前正在進行的關于食草恐龍生態位劃分的工作——通過關注特定的古環境，以更好地理解種群內部的生態關系，以及這些差異如何在不同生態系統中演變。”
對于Tschopp而言，這也是這項研究中最令人興奮的元素之一。“通過這些微觀痕跡，我們能夠突然對這些已滅絕的巨大動物的行為做出判斷。遷徙、分工、生態位利用——一切都變得具體可感。”
另一個值得注意的方面是：磨損模式因牙齒區域的不同而有所差異——是位于側面（頰面）還是咀嚼面（咬合面）。在分析中考慮了這些差異，以避免數據失真。
本研究不僅為個別恐龍物種的生活提供了新的見解，還有助于更廣泛地理解古生態關系。因此，即使在化石化的生態系統中，也能識別出生態位劃分、氣候驅動的適應性和潛在的競爭規避。
“我們證明，生態原則，如生態位形成和遷徙行為，不僅在今天很重要，而且在1.5億年前就已經很重要了， ”溫克勒（Winkler）說。肖普（Tschopp）補充道：“莫里森組中的蜥腳類動物表現出巨大的物種多樣性——而這種多樣性之所以成為可能，是因為這些物種行為不同，占據了不同的飲食生態位。”
展望未來：更多牙齒，更多知識
研究還遠未結束。未來的研究旨在探討幼年蜥腳類恐龍和成年蜥腳類恐龍的飲食是否存在差異，或者下薩克森州的歐洲龍等矮小物種是如何適應其特定島嶼環境的。薩萊羅已經在著手收集葡萄牙動物群的擴展數據集，包括其他食草恐龍。
“讓我感到興奮的是，我們可以不斷改進這種方法——每一個新樣本都為這個謎題增添了一塊拼圖，”溫克勒說道， “我們的工具越來越先進，我們對當時生命真實狀況的理解也在不斷深入。”
肖普對此表示贊同。“我們仍處于這種方法的初級階段，但將古生物學、現代技術和跨學科合作相結合，為我們提供了對古代世界的迷人見解。”