中国学者揭秘亚洲第一龙防身撒手锏 _撒手锏

马门溪龙骨骼复原图马门溪龙尾锤的有限元模型马门溪龙用尾锤攻击永川龙中国古生物学者宣称，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。化石的研究者，中国地质科学院地质研究所青年学者邢立达，尤海鲁研究员与自贡恐龙博物馆彭光照副馆长、馆研究部叶勇主任与舒纯康副主任在下月出版的《地质学报》上撰文描述了该珍贵的标本。马门溪龙被称为“亚洲第一龙”或“东方巨龙”，一直是中国恐龙界的骄傲。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。自贡恐龙博物馆彭光照副馆长向采访人员介绍了该争议的故事。追溯到1954年，中国古脊椎学的缔造者，杨钟健院士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的构造？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！不过，马门溪龙的尾锤明显不同于蜀龙，是呈冠状，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？还是仅仅是临近尾锤处？据知名恐龙学者尤海鲁研究员介绍，2007年，在自贡恐龙博物馆的帮助下，他与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，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，这使人们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的做出来。在上世纪五十年代初，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。在国外，在九十年代末就有学者将此方法应用于古生物化石的研究。国内则开展很晚，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对化石进行扫描，这样既保护了化石，又取得了精确的数据。”博物馆舒纯康副主任说。为此进行了大量实验的邢立达兴奋地介绍目前已经取得的研究成果：“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！而且，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。不过，博物馆叶勇主任也推测，从马门溪龙尾锤连接方式、神经孔增大的特征提出，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感官，可以改善神经传导速度，提高对周围环境的感知能力。