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明升中国学者揭秘亚洲第一龙防身“撒手锏” |
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马门溪龙尾锤确定骨骼定向 |
马门溪龙用尾锤攻击永川龙
中科院地质所古生物学者日前宣称，他们利用有限元分析手段研究了被称为“亚洲第一龙”的马门溪龙的尾锤，首次确定了该骨骼的定向，并探讨了其功能，从而揭开了长期悬而未决的马门溪龙尾锤疑云。
马门溪龙被称为“亚洲第一龙”或“东方巨龙”，一直是明升中国恐龙界的骄傲。它生活于距今1.3亿年前的侏罗纪晚期，体形高大而雄伟，从头顶到尾尖全长达22米，肩高3.5米，体重至少可达14吨。马门溪龙的最大特点就是颈部特别长，达9米，是长颈鹿颈长的3倍。
不过，对于马门溪龙尾部末端的构造却一直存在争议。据自贡恐龙博物馆副馆长彭光照介绍, 1954年，古生物学家杨钟健在建立马门溪龙一属时，由于材料保存较差，并没有记述该龙尾部的形态。有趣的是，到了1984年，学者在自贡大山铺恐龙遗址中发现了另一种蜥脚类恐龙——蜀龙的完整尾部。大家惊奇地发现，蜀龙存在尾锤的构造，该尾锤由最末几个尾椎相互愈合、膨大成纺锤状。这让人联想到，马门溪龙会不会也存在类似构造。到了1995年，自贡恐龙博物馆在自贡市汇东新区挖掘出一具保存非常完整的马门溪龙骨架，而在这具化石的尾巴末端，竟然也存在一个尾锤。然而，马门溪龙的尾锤明显不同于蜀龙，呈冠状而非纺锤状。此外，由于该尾锤并没有直接连接到该骨骼标本的尾椎序列上，所以尾锤的前后定位也出现争议；另一种质疑的声音还指出，该尾锤是不是最末端？还是仅仅临近尾锤处？
据中科院地质所恐龙学者尤海鲁介绍，2007年，在自贡恐龙博物馆的帮助下，他与地质所另一位古生物学者邢立达尝试用新方法来解决这个争议，这个新方法就是有限元分析。有限元法是一种计算机模拟技术，是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法，能够在计算机上用软件模拟一个工程问题的发生过程，而无需把东西真地做出来。在上世纪50年代初，它首先应用于连续体力学领域——飞机结构静、动态特性分析中，用以求得结构的变形、应力、固有频率以及振型。
上世纪90年代末，国际上就有学者将此方法应用于古生物化石的研究，此次对马门溪龙尾锤的研究则是我国学者第一次利用该方法来分析恐龙化石。“我们使用了非接触式机构光三维扫描仪，这样既保护了化石，又取得了精确的数据。”博物馆副主任舒纯康说。
邢立达在介绍目前已经取得的研究成果时说：“利用获得的尾锤三维数据，我们使用有限元分析软件对尾锤进行了模态分析与载荷工况分析。分析结果支持尾锤前端为固定端，连接着尾椎序列；后端为自由端，作为尾巴的最末端，这有助于理清尾锤定向的争议。”
邢立达等人还在对尾锤的模态分析中进一步确定了尾锤最佳击打部位，应该是位于尾锤中段顶部，而该处最大击打载荷约为450牛顿，这相当于46公斤的力。马门溪龙14吨的体重，7米长的大尾巴，在高速挥动之下，这个尾锤能发挥出较大的威力。研究还表明，尾锤的左右摆动比上下摆动更加有效，可推断马门溪龙利用尾锤攻击敌人时，很可能是采用左右扇面摆动，并扭动一定角度，利用尾锤中段顶部来打击对方。
然而，也有推测认为，根据马门溪龙尾锤连接方式、神经孔增大的特征，这个尾锤作为防御武器的功能还是有限的，更大的可能是同时作为感觉器官，可以改善神经传导速度，提高对周围环境的感知能力。（洪蔚）
《app时报》 (2009-12-8 A1 明升要闻)