如果地球没有被小行星撞击，恐龙会自己灭亡吗？

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一项新的研究考察了灾难前恐龙的生活条件，这可能有助于科学家更好地理解当代气候变化的后果。

600万年前的一天，末日来临，生命戛然而止，一次小行星撞击粗暴地合上了恐龙时代的书页。在恐龙系谱树上只有鸟类熬过了这一关，恐龙留下的空白生态区位让鸟类和我们早期的哺乳动物祖先有机会站在生态系统的焦点位置。

那么，如果灾难没有发生在恐龙身上呢？没有惊涛骇浪，他们还会默默消亡吗？

也许不是。一项新的研究称，恐龙在白垩纪末期大灭绝之前一直充满活力。这项研究使用了大规模模拟，这是古生物学的一种新方法，其结果为恐龙灭绝前是否已经走上“不可逆转的衰落之路”这一有争议的问题带来了最新的转折点。

此外，本文采用了划时代的研究方法，可以帮助我们更好地理解过去的环境动荡，并提供关于当代气候变化可能发展得更详细的细节。

“研究结果不仅提到了恐龙衰落的完整故事，还提供了与以往研究相反的观点，因此非常重要。我们一直在设计和应用新方法，这很好。这件事有很多方面。古生物学家阿尔菲奥·基亚伦扎(Alfio Chiarenza)表示，他是伦敦帝国理工学院的博士生，也是3月初发表在《自然通讯》上的这项研究的第一作者。

未完成的化石进化史

看迪士尼1940年出版的电影《幻想曲》，大致可以知道古生物学家曾经认为恐龙是如何灭绝的。在影片中，熟悉的物种在郁郁葱葱的沼泽中茁壮成长，但最终却被更加险恶的气候打败了。该版本在1980年进一步发展，当时沃尔特和路易斯·阿尔瓦雷斯讨论说，事情不像恐龙直接穿过沙漠死去那么简单。地质和化石证据共同表明，恐龙王朝随着一次毁灭性的小行星撞击而终结。

多年后，科学家们在墨西哥海岸发现了确凿的证据:撞击造成的陨石坑遗迹。此后，大多数古生物学家一致认为，小行星要为恐龙的灭亡承担大部分责任。

话说回来，如果小行星没有撞上地球，会发生什么？科学家们对此争论不休。由于化石记录的不完全性，这个问题很难得到明确的答案。生物的身体必须处于合适的环境条件下，才能被埋葬并与外界隔离足够长的时间，从而形成化石。所以，从化石中讲述生命的历史，就像你手里只有残存手稿的一个片段，却要从中重建一个史诗情节。稿件纸张破了或者墨水掉色了怎么办？

因此，古生物学家在统计古物种数量时，必须考虑化石记录的样本偏差。当你看初步的计算结果时，你会发现在白垩纪的最后1700万年里，北美西部的恐龙物种总数似乎减少了。这张图显示恐龙在小行星撞击地球时濒临灭绝。

然而，更接近大灭绝的马斯特里赫特阶段并没有挖掘出足够多的化石来提供更详细的信息。许多研究试图处理这种样本偏差。他们的研究发现，在恐龙咽下最后一口气之前，北美西部的恐龙多样性保持稳定甚至继续增加。从这个角度来看，恐龙的日子过得很好，直到发生了意想不到的事情。

这种正在形成的共识在2016年遭受了打击，当时英国雷丁大学的生物学家坂本发表了一篇论文，声称在大灭绝前的几千万年里，恐龙物种的消失速度快于新物种的出现。根据这张图像和全球恐龙系谱树，一些恐龙家族的鼎盛时期早在小行星结束之前就已经逝去。

坂本的研究不能和其他研究直接比较，因为他的研究有很长的时间尺度。然而，他的论文再次引发了争论。

大数据看古生物

为了解决大问题，最好有一个大数据库。在过去的几十年里，古生物学家一直试图建立一个庞大的公共数据库来记录化石的总数。现在，拥有计算机技能的新一代古生物学家有能力以前所未有的方式划分古代世界，并在全球范围内获得新的见解。

“我们正处于大数据和信息科学时代，对吗？坂本说:“如果要做这种宏观的研究和命题，需要以大数据为基础，所以数据库很重要。」

如果在你的想象中，基于数据库的古生物学就像是《侏罗纪公园》和《黑客帝国》的综合体，那你就大错特错了。这是一项琐碎的工作，需要仔细检查和重新检查拥有成千上万数据的数据库。

“我们在这种事情上花费了数年时间，构建失败的模型，执行失败的测试，日复一日地清理数据。如果我再看到“马斯特里克”拼错，我会发疯的！古生物学家艾玛·邓恩(Emma Dunne)说，她是英国伯明翰大学的博士生，利用气候模型研究恐龙的进化起源。”但是值得。这个超级有意思。」

Chiareza经历了类似的过程。他只是想研究恐龙，但为了回答他的问题，他不得不学习各种领域，从地球系统模型到最先进的生态学。

对于这项新的研究，他首先将古代地球地形的高分辨率模型与最新的气候模型结合起来，科学家们也利用这个气候模型来了解人类对现在气候的影响。他和他的同事们随后在这张古老的地图上画出了恐龙化石的出土地点，特别关注了三类恐龙:霸王龙、以三角龙为代表的角鼻龙和鸭嘴龙。

研究人员首先用大数据训练算法，从而在恐龙群体和特定地形、气候之间建立联系。在掌握了这些栖息地模型后，Chiareza的团队可以将分析范围扩展到整个北美，并计算出哪些区域理论上适合恐龙生活。他们的模型表明，直到白垩纪结束，北美大部分地区应该仍然适合恐龙生活。

与此同时，研究人员对恐龙化石最有可能在这个区域形成的地方进行了建模和分析。他们模拟了沉积物从新生的落基山脉流入曾经覆盖北美西半部的海道。随着白垩纪的结束，海道也缩小了，保存化石所需的沉积物总量也减少了。

根据他们的结果，Chiareza和他的同事们认为，北美西部的恐龙数量显著下降，不是因为进化机制想切断恐龙的戏剧，而是因为地质学家太懒了。

这个星球上应该没有其他生物能像恐龙一样在我们心中产生如此大的恐惧和敬畏。最早的恐龙出现在约2.45亿年前的三叠纪，但在约6600万年前，大部分恐龙消失了，但一些恐龙物种幸存了下来。

陨石改变了一切

虽然争论注定会继续，但Chiareza的研究与其他未能表明恐龙种群数量长期下降的研究站在同一阵线。2018年，博士生Klara Nordén领导的研究发现，从白垩纪晚期食草恐龙的牙齿来看，当时的生态多样性和以前一样丰富。

"这与我们从其他证据中了解到的情况相当一致. "她说。

此外，由于基亚雷扎的模型可以模拟恐龙对气候的反应，他的研究可以让其他研究人员拆解是什么杀死了恐龙；科学家可以将一颗模拟的小行星或超级火山扔进模型中，然后观察对恐龙栖息地的影响。Chiareza现在正在研究这个问题。同样，研究人员也可以利用这个模型研究过去气候变化的例子，从而探索栖息地将如何反应，以及正在进行的气候变化可能带来什么后果。

“这种技术非常有价值。它可以为我们了解人为的全球变暖可能迫使我们面对的变化提供基础。伦敦自然历史博物馆的古生物学家保罗·巴雷特说，他没有参与这项研究。

英国爱丁堡大学古生物学家史蒂夫·布鲁萨特(Steve Brussat)补充道，这项研究明确指出小行星是恐龙灭绝的原因。而且，他还指出，研究指出了如果这场突如其来的灾难没有发生，事情会变成什么样。

“这篇论文最感人的地方是，它非常清楚地表明，当时仍然有丰富的潜在生态区域可供恐龙生活，但不幸的是恐龙不在那里，因为小行星把它们都杀死了。”他说。“你可能会难过地感觉到恐龙是如何生活的。」

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