单爪龙(
食虫类Mononykus)意为“单一的爪”,是
兽脚亚目恐龙的一属,生存在上
白垩纪的蒙古。单爪龙的双脚长而敏捷,可以快速奔跑,这在它们所生存的沙漠平原环境中非常有效。单爪龙的头部小,牙齿小而尖,显示它们是以昆虫与小型动物为食,例如蜥蜴与哺乳类。眼睛大,故可在较寒冷、较少掠食动物的夜晚猎食。
基本简介
单爪龙的全长大约为1米,是一种小型的
兽脚类恐龙。它们生活在距今约7000万年的白垩纪晚期,主要分布于
蒙古国的西南部。单爪龙的两个前肢上分别有一个爪子,骨骼轻盈,有长长的尾巴和苗条的双腿。
单爪龙是跑步健将。生活在沙漠平原环境中,不管是在平时的生活当中,还是在
捕食的过程中,都需要好的行走能力。单爪龙之所以能够成为跑步健将,与它们自身的条件有很大的关系。长长的双腿和柔韧的脖子,有了这两样条件,它们就可以快速奔跑了。
命名由来
单爪龙的属名是一个合成词,“monos”为单个的意思,而“
缟玛瑙”为爪子,合起来就是单个爪子的意思。种名是指它尺骨上发育良好的鹰嘴突。
基本信息和形态学
目前仅有一件单爪龙标本被发表,及正型标本MPC-D 107/6。
颅骨部分保存了脑颅,右侧上颌骨的一部分,一颗牙。头后骨骼保存了8枚颈椎,8枚背椎,第一,二和最后一枚荐椎,一枚近端尾椎,两侧前肢,不完整的左侧乌喙骨,两侧肩胛骨,
胸骨,三枚
肋骨的近端,左侧肠骨的髋臼部位,耻骨的近端,两侧股骨,完整的左侧胫跗骨和右侧胫跗骨的一部分,右侧
腓骨的近端,左侧第二至四
跖骨的近端和远端,一些趾节骨。
单爪龙保存的脑颅显示它具有前后鼓室窝。上颌骨保存的部分没有发育齿槽。唯一一颗保存下来的牙齿标本可能是前颌骨或齿骨上的牙齿。牙冠与牙根的连接处略有收缩。牙冠顶端较尖,牙齿的近中脊和远中脊不具有锯齿。
颈椎较长,椎孔相较于其它的非
鸟兽脚类恐龙更大。颈椎肋骨没有与椎体愈合。前端背椎的腹面发育有腹侧突。后部背椎椎体为双突型,前部背椎为后凹形。荐椎和尾椎为前凹型。靠后的荐椎椎体在内外侧向有一定程度的压缩,且从腹视看略呈片状。近端尾椎腹端发育有较长的脉弧。尾椎的前后关节突相对较长,但是没有延伸到相邻尾椎的区域内。
肱骨短小,但是具有一个异常发达的三角肌脊。尺骨和桡骨干也很短,且在近端紧密的贴合在一起。尺骨的鹰嘴突非常发达。
腕掌骨短且厚实,其近端与半月形
腕骨非常相似。手部末端仅有一个爪。乌喙骨未发育二头肌结节。
胸骨骨化,且发育有龙骨突,与大多数非鸟恐龙都不一样,而与鸟类相似。
腰带骨骼和后肢骨骼非常纤细。肠骨较扁平,后髋臼突呈翼状,具有一个较浅的尾骨短肌附着窝。髋臼处具有一个发达的前转子。耻骨和坐骨都指向后腹侧方,且对侧的骨骼没有接触。股骨的小转子和大转子愈合构成一个转子脊。股骨腘窝的远端边界由两侧骨髁向骨干中间延伸且相互接触而共同构成,这一特征与很多鸟类相似。
胫骨和跗骨愈合。胫骨的近端发育有两条胫骨脊。
腓骨与跗骨不接触。距骨的升突非常高大。脚部的
跖骨没有愈合。第二和第四跖骨有所加长,第五跖骨很短。脚部具有窄足型的特征,从前视图看去,第三跖骨仅有靠近远端的位置暴露出来,近端几乎被第二和第四跖骨遮住 。
外形特征
单爪龙的双脚长而敏捷,可以快速奔跑,这在它们所生存的沙漠平原环境中非常有效。科学家研究发现,单爪龙有几个重要的特征都与鸟类有关,比如它的龙骨突起,这是鸟类的典型特征;又如其退化的腓骨,这也是一个与鸟类有的特征。但单爪龙也有相当多的特征是属于恐龙的,比如它长有牙齿、一条长长的尾巴和分离的
跖骨等等。单爪龙长有极其短小的上肢,而每只上肢只有一只结实的大爪。它们的上肢太短因而够不到自己的脸,但是非常强健,可以让它们利用上肢凿穿蚁丘,从而能吃到土丘里面的
白蚁。
分布范围
单爪龙(mononykus)是一小型的
兽脚类恐龙,与鸟类有亲缘关系。生活在距今7千2万年前的晚白垩世,主要分布于蒙古西南部。
物种学史
单爪龙追溯其发现史可以到20世纪20年代,
纽约自然史博物馆的罗伊·安德鲁斯带领中央亚细亚考察队,一个大型考察队进入了荒芜的蒙古
戈壁。该次考察硕果累累,其中一个划时代的发现就是恐龙研究史上第一窝恐龙蛋。1923年,考察队在戈壁发现了一具不完整的化石,它是由脊椎骨,后肢和一个被称为“象鸟的未知的恐龙”的骨盆所组成。发现后人们都把它当作一具普通的小兽脚类化石,于是这具化石被带回
美国后就被束之高阁。
到了20世纪90年代,古生物学家们重新返回蒙古戈壁。这次他们找到一具大小如
火鸡般大的,长有象鸟一样的后肢和前肢极小的恐龙化石。而这具化石与1923年发现的那具尘封已久的化石同属于同一种恐龙。经过初步的研究,他们意识到他们发现了一个
兽脚类恐龙的新种类,他们命名为鹰嘴单爪龙(Mononykus olecranus)。属名Mononykus意思为“只有一个爪”,种名olecranus指它长有鹰嘴窝(肘突窝),有一凹陷位于
肱骨末端与桡骨尺骨相融合的地方。
与鸟类的关系
细观单爪龙,它有一副轻盈的骨骼,一条长长的尾巴与苗条的双腿,最令人惊奇的是它那只有一个爪子的前肢。这个粗壮结实的爪子是那么不成比例的大,它直接连接着单爪龙唯一一个手指。单爪龙的指骨,尺骨与肱骨的长度非常接近。而
胸骨具较大的龙骨突,这可能显示该龙骨突附着大面积的胸肌。根据这些特征,单爪龙的发现者推测单爪龙的小生境可能类似我们的现代
土豚或者
食蚁兽,使用它粗短有力的前肢为工具来穿透土壤,挖开地下的蚁穴或
白蚁的小丘。而单爪龙那苗条的后肢与柔韧的颈部又说明了应该是一个高速奔跑的健将,这或许是它逃避敌害的手段。
单爪龙有几个重要的特征都与鸟类有关,比如它的龙骨突,这是鸟类的典型特征;又如其退化的腓骨(不与跗骨连接)也是一个与鸟类共有的特征。(鸟类的腓骨退化,后肢骨片愈合。腓骨退化,
胫骨与近排跗骨愈合形成胫跗骨,后排跗骨与骨愈合为显著加长的跗跖骨)。
但单爪龙也有相当多的特征是属于恐龙的,比如它长有牙齿,一条长长的尾巴和分离的跖骨(鸟类的跖骨融合)等。
尽管单爪龙的龙骨突不是很明显,但是与鸟类的龙骨突几乎一样,所以单爪龙的发现者认为它是一种次失去飞行的鸟类或长有短小单爪前肢(而不是翅膀)的一种原始鸟。在现代鸟庞大的家族中,有一部分鸟是不会飞的,且它们之中有看起来长得很奇怪的翅膀。平胸超目的鸟类,如
非洲鸵鸟,
鸸鹋和
大美洲鸵,它们都具有极小的不能飞行的翅膀。且企鹅有它们为在水中"飞翔"使用的翅膀(企鹅的祖先原本是擅于飞行的海鸟---外形类似现代的
大西洋海神海蛞蝓或
角海鹦,后来为了适应水中的生活,它们的翅膀慢慢演化成又短又小,像鱼鳍一样,在水中可以快速地划水前进)。发现者说:“至少单爪龙的祖先拥有这种能力(
中国鸟(Sinornis)和
罗氏伊比利亚鸟(Iberomesornis),比单爪龙早出现4000万年,已经有飞翔的能力),然后有一支演化为单爪龙。”
但绝大多数古鸟类学家和恐龙学者都认为它是属于
近鸟类(Paraves)恐龙。它的掘土的习性导致其具有和鸟类类似的
胸骨的龙骨突。
3月29日,记者从中科院古脊椎动物与古人类研究所了解到,我国科学家在河南西峡恐龙蛋化石点发现一个单爪龙类恐龙的新属种。这个被命名为
张姓西峡爪龙的恐龙化石是我国首次发现的单爪龙类恐龙,对于研究这一类群的演化具有重要意义。这是张氏西峡爪龙复原图(中科院古脊椎动物与古人类研究所提供)。
新华出版社发
系统发育位置
早期的研究认为单爪龙是一种原始的鸟类,且相比于
始祖鸟,它与现生鸟类的关系要更近一些 。然而随着越来越多的化石证据被发现,尤其是来自于中国的基干阿尔瓦雷斯龙类化石,新的系统发育分析显示单爪龙属于较为进步的阿尔瓦雷斯龙类,属于
阿瓦拉慈龙的一员。整个阿尔瓦雷斯龙类在新的系统发育分析中也落到了基干手盗龙类的位置,它们与鸟类的亲缘关系远不如
恐爪龙,伶盗龙等
驰龙科近,更不用说和始祖鸟比了。作为进步的阿尔瓦雷斯龙类,单爪龙与鸟类共有的很多特征(如龙骨突)是趋同演化的结果 。
体型估计和羽毛
单爪龙的体长大约在1米至1.2米之间,体重约3.5
千克。单爪龙的化石没有保存任何羽毛印痕,但是同属于阿尔瓦雷斯龙类,小驰龙科的
鸟面龙却保存有羽毛。因此,依据亲缘关系推断,单爪龙大概率也是有羽毛的 。
小短手的功能
单爪龙的小短手的功能是古生物学家非常关注话题。单爪龙的前肢虽然短小,但是非常粗壮,所以它一定具有一些特殊的功能。2005年的一项研究对单爪龙的前肢进行了形态功能分析。研究者首先将单爪龙的前肢与现生动物的前肢进行了对比,发现除了手指数量较少,它与
食蚁兽,
鳞甲目等动物的手部有几分相似。随后该研究又对单爪龙前肢的每个关节的活动范围进行了测量。研究结果发现,单爪龙的
肱骨活动范围较小,但是其手部的第一指节骨和爪的活动范围非常大。手部第一指节骨背腹向的总活动范围有86度,而爪的这一数值达到了162度。结合单爪龙前肢各个骨块的关节情况,单爪龙的
手掌是朝向下方的。这种姿态和活动范围非常适合用来挖掘。单爪龙的牙齿较为细弱,且没有锯齿,因此它可能是一种食虫的小恐龙。研究人员推测单爪龙可能会用小爪子在蚁穴的侧面挖洞,然后
捕食逃出的
白蚁 。