科普中国中央厨房 2021-06-11
电影《侏罗纪公园》
作者｜刘森 辽宁古生物博物馆展览部主任
今天，是《侏罗纪公园》上映的第29个周年纪念日。这部电影让很多人第一次知道霸王龙的正确步态——它们并不是尾巴拖在地上以三脚架步态站立，而是身体与地面接近平行，尾巴高高举起以保持平衡。
不过你有没有思考过这样一个问题：如果为地球上曾经生活过的霸王龙做一次龙口数据调查，结果会是多少只？
4月16日，发表在《科学》杂志上的一项研究估计，在霸王龙统治地球的两百多万年间，地球上曾经生活过约25亿只霸王龙。如果霸王龙是群居而非独居，数量可能更多。
科学家曾认为霸王龙以笔直的三脚架步态站立（左）；后来研究发现，霸王龙的步态是身体与地面接近平行（右）。｜维基百科，the Conversation
地球上游荡过多少只霸王龙？
霸王龙又名雷克斯暴龙，生活在距今约6600万年前的白垩纪末期，拥有10多米的体长和超过7吨的体重，以及一张长满尖牙利齿的血盆大口，被公认为恐龙演化历史中出现过的最强大捕食者。
1905年，人类第一次发现了霸王龙化石，迄今为止，全世界发现的完整霸王龙标本只有32只。面对这些珍贵化石，古生物学家不禁好奇：在6600万年后的今天，人们发现一具霸王龙骨骼的可能性是多少？这些化石是曾经繁荣昌盛的霸王龙种群的千分之一、万分之一还是亿分之一？
要准确计算出已灭绝动物的种群数量非常困难。这需要我们知道，在漫长的时间里，霸王龙一共繁衍了多少代；以及在整个空间范围内，每一代霸王龙有多少只。两者相乘，就可以大致估算出地球上出现过的霸王龙数量。我们要从哪里获得这些数据呢？
霸王龙化石非常珍贵，世界上第一个完整霸王龙化石 Sue 曾创造古生物化石拍卖最高价。|维基百科
霸王龙龙口数据调查
在最新研究中，加州大学的古生物学家采用了一种全新方法，将化石资料与生态学原理结合起来，估算了霸王龙的种群数量。
首先，霸王龙的骨骼化石证据表明，它们大约在15岁左右成年，平均寿命28岁，世代时间（从一个世代到下一个世代的平均时间）大约为19年。由此估算，霸王龙在地球上生活的约240万年间，一共繁衍了约12.7万代。
在空间层面，同一时期生活的霸王龙有多少只呢？在生态学中，动物的体重和新陈代谢速率决定着它们的种群密度。简而言之，体型越庞大、新陈代谢越快，需要的生存空间也更多。
借由不同标本的体重与年龄，古生物学家可以绘制出霸王龙的成长曲线。结果表明，霸王龙成年后的平均体重约为5.2吨，它们在性成熟前后有一个生长高峰，可以长到7吨左右。另一方面，霸王龙的新陈代谢应该比狮子慢，但比现存的最大爬行动物——科莫多巨蜥要快一些。根据这些数据计算得出，在白垩纪末期的地球上，平均每109.9平方千米应该就生活着一只霸王龙。再用种群密度乘以霸王龙生活的区域面积，可知每一代霸王龙大约有2万只个体。
这意味着如果霸王龙像如今的人类一样生活在地球上，全世界的霸王龙龙口大约有2万只——只相当于一个小镇人口的规模。可以想像，霸王龙或许相当孤独，要谈一场恋爱得行进非常远的距离才能遇到彼此。
最后，12.7万代乘以每代2万只，统计结果揭晓：大约有25亿只霸王龙曾经在地球上称霸一时，经历生老病死。而这当中只有32只成为化石留存了下来，所以霸王龙的化石率大约只有8000万分之一。
这个比例直观地告诉我们，霸王龙形成化石的几率是多么微乎其微。如果世界上的霸王龙只有250万只而非25亿只，人类或许永远不会知道霸王龙的存在。
同一时期游荡在地球上的霸王龙只有大约2万只。｜来自网络
群居还是独居？结果大不同
不过，25亿只霸王龙只是一个非常粗糙的估计，这个数字会因为霸王龙的生活习性和生存环境出现很大偏差。
例如，我们估算同一时期的地球上生活着2万只霸王龙，这实际上是基于一个前提：霸王龙是独居捕猎者。要知道同样是顶级捕食者，在同样的生活区域内，群居的狮子的数量可以是独居的老虎的好几倍。因此，如果霸王龙是群居生活，它们的数量可能远远超过25亿只。
虽然霸王龙凶猛异常，关于它们是独居还是群居的争论其实由来已久，而且有越来越多的证据表明，包括霸王龙在内的暴龙家族有集群狩猎的习性。
2021年，美国犹他州南部发现的一组暴龙化石证据表明，这些暴龙生活在同一时期，它们当时很可能是在集体狩猎，然后遭遇了一场突如其来的洪水。加拿大阿尔伯塔省的一处骨床中，10多只阿尔伯塔龙（一种体重较轻的暴龙类）似乎也是因为一次洪水聚集在一起。在著名霸王龙“Sue”的化石发掘地，人们同样发现了其他霸王龙个体的遗骸。
霸王龙可能是群居动物。｜Julius Csotonyi/Science magazine
由此可见，对已经灭绝的古生物数量进行估算面临着很大不确定性。不过，在生态系统中，所有动物因为捕食关系形成错综复杂的网络。在未来，我们或许能计算出霸王龙的主要捕食对象三角龙的种群数量，来验证对霸王龙数量的估算是否可靠。
随着挖掘出的化石数量不断增加，我们对灭绝生物的习性会有更多了解，那时，一幅更清晰生动的远古生态图景将在我们眼前展开。
编辑｜戴靖师 陈天真
参考资料：
https://science.sciencemag.org/content/372/6539/284
https://www.nationalgeographic.com/science/article/billions-of-t-rex-likely-roamed-the-earth
https://news.berkeley.edu/2021/04/15/how-many-t-rexes-were-there-billions/
