6600万年前的白垩纪末期,非鸟类恐龙突然灭绝了。按照主流的说法,主要是一颗直径超过10公里的小行星撞击地球所致,也就是一个意外。但恐龙灭绝之前的生存状况究竟如何,却长期存在争议。
因为一些研究根据灭绝前一段时间里的化石记录发现,恐龙在突然从地球上消失之前,其多样性早已呈下降态势,特别是在距今约7200万年前至6600万年前的马斯特里赫特阶段后期。这意味着恐龙最终的灭绝,虽然有意外的因素,但或许因为环境长期变化等原因,也有一定的必然性。
恐龙或未长期衰落
最近,一项研究通过重新审视北美地区恐龙化石的情况,为突然“意外”灭绝的说法又增添了新的证据。研究人员结合古气候、地理和化石等数据,对白垩纪晚期恐龙的生存分布和化石发现的概率等进行了建模分析,认为这一时期恐龙化石记录的减少,主要是因为多种原因导致的发现率降低了,而恐龙的生存分布情况很可能是相对稳定的,甚至有所增长,一直持续到撞击事件的发生,即白垩纪-古近纪界线的大灭绝。
虽然化石可以记录古生物的历史,但受地质、环境、人为等因素影响,并不是所有生物都可以化石的形式留存至今,更不是每块化石都能被人类发现,因此,现有的恐龙化石记录,只是反映其保存潜力的有偏差的取样,并不能直接说明恐龙整体生存状况的变化。

最新的证据表明,白垩纪的恐龙王国似乎一片欣欣向荣。视觉中国|图
而在最新研究中,多个机构的科学家,综合可能的影响因素,首次对白垩纪晚期北美地区的恐龙及其化石的情况进行估计和比较,其实就证明了目前对恐龙时空分布的观察数据,受制于人们发现恐龙生存信息的能力。相应地,对晚白垩纪马斯特里赫特时期恐龙多样性变化的理解,也很大程度上受到了地质记录的影响,不一定能反映出真实的恐龙变化趋势。
这一研究2025年5月发表在《当代生物学》,作为佐证,研究还发现,地质露头区、现代土地覆盖等当地的外部因素,的确也会影响恐龙的发现概率,由此使一些研究误以为恐龙在灭绝前早已开始衰落。
“恐龙是一种适应性极强的物种,能够在几乎所有的环境中生存,那么当它们在气候变化更艰难的时期都能坚持下来时,又为什么会突然走向衰落呢?”参与这项研究的布里斯托大学地理科学学院研究人员亚历山大·法恩斯沃思(Alexander Farnsworth)告诉南方周末记者,“我们发现,化石化的过程导致了大型化石数据库中的错误信号。”
他解释,一些科学家认为恐龙在马斯特里赫特时期已经在减少,这主要是基于化石记录显示,恐龙在撞击前的数量和多样性呈下降趋势。然而,他们的研究表明,可能没有下降。因为目前大量的化石证据来自美国西部,虽然这为恐龙化石的保存提供了巨大的可能性,然而,马斯特里赫特时期的环境发生了变化,这意味着越来越少的恐龙骨骼形成化石并被保存下来,从化石记录来看,就像是一种衰退。
但实际上并不是这样,通过数值模型来观察恐龙喜欢生活的条件,就表明马斯特里赫特时期的气候变化,会使恐龙赖以生存繁衍的环境面积变大而非缩小,“不过,毫无疑问,这仍然是一个很有争议的领域,预计还会继续争论下去。”
假如恐龙没有灭绝
而此前,也有不少研究得出类似的结论,认为恐龙的多样性在大灭绝之前,并没有长期下降。2020年,同时在英国自然历史博物馆和巴斯大学开展研究的约瑟夫·邦索尔(Joseph A. Bonsor)等人,就在《英国皇家学会开放科学》发表研究,认为恐龙的系统发育分析显示,其灭绝前并没有明显末期衰退的情况,甚至还能产生新的物种。但同时也提醒,因为无法准确反映潜在复杂数据的全貌,相关结果应该谨慎解读。
在这一点上,最新研究同样如此。虽然北美地区所报告的该时期恐龙样本占比很高,但相关分析主要反映的还是北美地区的情况,从全球范围看,其他地方的模式,可能有不同之处。
“我认为,在解读这类研究时,最重要的是要记住,这一时期的数据总是很缺乏的。我们要做的,就是把非常松散的数据集拼凑起来,尝试弄清楚恐龙统治末期发生了什么。”约瑟夫·邦索尔告诉南方周末记者,从这些研究中可以很明显地看出来,“数据缺乏造成在区分真正的生物趋势和取样偏差方面遇到挑战。”
在他看来,这类研究之所以能持续出现,并引发社会广泛关注,主要原因就是,人们太想知道“如果恐龙没有灭绝会怎样”,“它们会继续进化成新的、有趣的形式呢,还是会被其他生命体淘汰,数量减少,然后在数百万年的时间里慢慢灭绝?这个答案,我们永远不会真的知道。但这些研究的启示,对如何使用数据来模拟这些事情,可以给我们提供一些有价值的见解,但也给了一个警告,那就是,不要从不完整的数据中得出强有力的明确结论。”
至于恐龙灭绝事件,公众主要应该知道的是,6600万年前,一颗巨大的小行星突然从墨西哥尤卡坦半岛海岸附近的位置撞击了地球,在全球引发了灾难性的海啸,熔岩从天而降,并开启了长达数十年的“核冬天”,最终导致包括恐龙、巨型海洋爬行动物等在内的绝大多数动植物物种突然灭绝。“而恐龙在这次撞击之前的生存状况到底有多‘好’,预计还会被争论很长一段时间。一些物种当时应该正在蓬勃发展,而另一些物种可能已经在衰落。”
基于在中国的调查,长期在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所开展恐龙蛋研究的王强就认为,恐龙灭绝应该是一个渐进式的过程,“随着地球气候环境的变化,不同物种对于环境的适应性下降,逐步在地球上消亡,而地球内部发生的一些重大火山喷发或地外因素,可能是加速它们消亡的原因。”
探究恐龙的衰亡史
这一判断不仅是基于他对中国恐龙蛋分布情况的研究,也是对比国内外多数晚白垩世盆地中恐龙和恐龙蛋化石研究后的结果。因为在2022年,利用在秦岭东部山阳盆地收集的千余个恐龙蛋相关样本,他和一些研究人员分析表明,在白垩纪的最后200万年,该地恐龙生物多样性较低,结合中国其他地方和北美的一些相关样本,他们的研究认为,这种较低的生物多样性具有一定代表性,支持全球恐龙在最终大灭绝之前长期衰落。相关研究发表在《美国科学院院刊》,与最新基于北美的研究形成鲜明对比。
“基于北美的样本,有学者认为地质采样偏差会造成多样性的认识有误,的确,在研究古生物时,是有这方面的限制。”王强告诉南方周末记者,在研究生物灭绝事件时,除了要考虑标本数据所反映的生物多样性变化之外,还需要考虑生物分布的时空关系,因而在研究包括恐龙在内的晚白垩世生物大灭绝事件时,需要更加细致的物种时空对比,包括物种分布范围、在地球上的生存时限等,“化石记录的不完整性,势必会对结果产生一些影响,因而在研究时需要将多方面的因素综合考虑。”
“中美两国在晚白垩世末期,很多恐龙类型较为相似,而多样性的高低是相对的,在晚白垩世不同时期恐龙的属种多样性发生了变化,坎潘期恐龙多样性相对较高,而到了马斯特里赫特期则相对较低。中国有多处地点已经有晚白垩世末期的化石证据,相信随着研究工作的深入,对于恐龙灭绝这一问题会有着更为合理的解释。”在他看来,地球科学是一门综合性的学科,只有通过多学科交叉研究,才能更全面地认识人类赖以生存的星球。
而在恐龙灭绝问题的研究中,不同视角的审视,也的确衍生出一些不同的解释。2023年,布鲁塞尔自由大学等机构的研究人员,通过一些沉积证据,模拟还原了导致恐龙灭绝的撞击连锁反应,认为硅酸盐粉尘的作用长期被低估了,实际上,相比硫等物质,这些物质在撞击后喷射量更大,在大气中悬浮时间更长,因而对气候造成的影响也更大,最终阴冷无光的环境造成了食物匮乏和物种灭绝的结果。
但与此同时,仍有不少观点认为,同一时期位于今天印度的德干火山的喷发,也在恐龙灭绝的过程中扮演着重要的角色,其中,大量二氧化碳、二氧化硫等物质的释放,分别产生了不同的影响。“虽然这可能会让一些人感到惊讶,但恐龙灭绝的确切原因至今仍在争论中。”亚历山大·法恩斯沃思介绍,尽管有不同的解释,但按照广泛接受的理论,撞击事件引发的气候迅速变冷,最终导致食物链和淡水供应崩溃。即便如此,奇怪的是,如果只看植物化石记录,甚至都看不到大灭绝的信号。这主要是因为植物,或者更贴切地说,是种子,能够在寒冷的土层中存活,而一旦气候恢复,它们就能再次生长,并迅速恢复。
最好的气候在昨天
这种大灭绝中的生死对比,也更加突显了恐龙灭绝引申出的历史追问。王强介绍,“恐龙灭绝是科学家长期关注的一个重大生物事件,关于它的发生原因或机理长期有争议。”相关研究的核心问题不仅包括恐龙这一类群,也涉及其生存时期的环境等综合方面的情况,尤其是相关气候环境变化对人类的启迪,以及人类应该如何借鉴这些启示,从而更好地在地球上生存。从地质历史时期发生的几次生物大灭绝事件来看,不光要考虑偶发的地外因素,更主要的,还涉及地球的气候环境因素。
对于这种未知的风险,已有不少研究进行过分析,其中尤为值得关注的就是极端气候变化的影响。比如有研究分析认为,2.5亿年后,随着全球大陆的重新汇聚,极端气候可能会导致陆地哺乳动物灭绝。继恐龙灭绝之后,这给同为哺乳动物的人类也发出了一个警示的信号。
“从地质学上讲,智人的存在,只不过一眨眼的功夫,而恐龙存在了至少1.77亿年,在地球上最温暖的一些环境中都活下来了,可以说是伟大的幸存者和适应能力极强的物种。然而,虽然它们作为一个物种幸存了下来,但许多亚种却没有,进化必须发挥作用,而幸运的是,许多恐龙的进化过程超过了气候的变化,这使它们能够改变、适应,迁离已形成的不适宜生存的环境。”同时参与相关气候变化灭绝风险研究的亚历山大·法恩斯沃思分析,虽然恐龙能够对缓慢的气候变化做出反应,但6600万年前由小行星撞击引发的气候骤变速度太快,它们就适应不了了,“这对人类来说也是一个警示,因为我们当前气候变化的速度,至少在几十万年里是前所未有的,这是智人从未经历过的。”
他分析,虽然恐龙和人是完全不同的两个物种,但是也有一些共同之处。比如,都是地球上居支配地位的顶端物种,能对环境施加影响,而且,因为很多恐龙也是温血动物,能够在各种不同的气候和环境中生存和繁衍,这使得它们与人类在核心身体功能上有很相似的生理温度上下限,都有能力在相对极端的天气中生存,也都需要大量宜居区域和资源。因此,相比已经灭绝的恐龙,拥有更多智慧谋略和科技进步的人类,虽然不久的将来,并不会因为高温而灭绝,但要适应这些变化,也不是毫无成本的轻松之举,特别是对于生活在经济社会发展更落后地区的人们,生活会变得更加困难。
而除了恐龙灭绝之外,其他物种的灭绝也经常将矛头指向极端气候。2024年,牛津大学地球科学系等机构的科学家,利用过去数亿年间海洋无脊椎动物的灭绝数据分析后发现,那些热生态位宽度更窄、地理分布范围更小、体型更小的物种,相对来说更容易灭绝。相关研究发表在《科学》杂志,而更关键的是,研究还表明,如果气候变化的幅度足够大,那么即便是过去一些被认为不太容易灭绝的物种,最终也会走向灭绝。
“谢天谢地,智人并不属于这些容易灭绝的类别。”亚历山大·法恩斯沃思告诉南方周末记者,但要知道,这也是试错试出来的,毕竟,在智人取得我们这样的成功之前,人属的许多其他物种都已经来了又去,“如果在我们的早期进化阶段发生了非同寻常的气候变化事件,也许我们就不会在这里讲述这个故事了。就像其他任何东西一样,运气也可以发挥它的作用。可以肯定的是,对我们最有利的气候,就是那个进化中赖以生存繁衍却看似‘没什么意思’的气候,而不是未经检验、未来可能出现的更暖的气候。”
南方周末记者 王江涛
责编 朱力远