蛇頸龍的長脖子真的很靈活嗎？

蛇頸龍是最具標志性的中生代海生爬行動物家族，其以細長的脖子而著稱，而且今天的海洋中沒有與它相似的生物。

蛇頸龍的長脖子總是給人一種割裂的怪異感，這個長度的脖子難道不會成為軟肋，無論是被掠食者攻擊，還是在日常生活中使用都給人一種脆弱感。

在介紹蛇頸龍脖子的生物力學(xué)以及結(jié)構(gòu)應(yīng)用之前，還是要明確一個概念，那就是所有長脖子的蛇頸龍類都屬于蛇頸龍亞目（Plesiosauroidea），而其中脖子最長的基本都來自于薄板龍科（Elasmosauridae），其中的代表物種正是薄板龍，但是脖子比例最長的是艾伯塔泳龍（Albertonectes）。

圖注：艾伯塔泳龍的復(fù)原圖，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：艾伯塔泳龍的化石，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

在最初關(guān)于這群奇異海怪的描述和復(fù)原中，它們的脖子都被賦予了異乎尋常的靈活性，做出S形、G形等高難度姿態(tài)都不再話下。后來的研究基于頸椎骨的形態(tài)和連接方式否定了之前的復(fù)原，以至于許多人走向了另一個極端，認為蛇頸龍類的脖子是非常僵硬的只能進行小范圍的轉(zhuǎn)動。

圖注：奈特早期復(fù)原的脖子異常靈活的薄板龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：對蛇頸龍長脖子異常靈活的猜測，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

為了弄清楚蛇頸龍類的脖子靈活性到底如何，古生物學(xué)家扎米特（Zammit）于2008年發(fā)表了一篇名為《薄板龍（爬行綱：鰭龍目）頸部柔韌性及其對攝食策略的啟示》（Elasmosaur (Reptilia: Sauropterygia) neck flexibility: Implications for feeding strategies）的論文。在論文中，研究人員以薄板龍科為研究對象，對頸椎骨以及肌腱進行了復(fù)原模擬，以獲得不同方向上最大的彎曲幅度。最后的結(jié)果顯示：蛇頸龍類的長脖子在向兩側(cè)擺動時的角度在94~176°之間，向上的角度在87~155°之間，而向下的角度在75~177°之間，是不是與僵硬無關(guān)呢？

圖注：薄板龍脖子彎曲角度推測，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

即便脖子夠靈活，但是依然容易成為掠食者攻擊的首選部分，但是從目前的化石記錄來看，并未發(fā)現(xiàn)脖子遭到攻擊的痕跡。從統(tǒng)計學(xué)角度上看，蛇頸龍類肯定有辦法保護其看上去脆弱的脖子。

圖注：薄板龍會遭到如海王龍這種大型海洋掠食者的攻擊，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

討論過靈活性和易受攻擊性之后，再來看看長脖子對于游泳的影響。

佩尼爾·V·特羅森（Pernille V. Troelsen）的團隊利用3D建模的方式復(fù)原了擁有不同長度脖子的三種蛇頸龍類，分別是：脖子最長的艾伯塔泳龍、脖子中等長度的海鰻龍（Muraenosaurus）以及脖子最短的梅爾拉龍（Meyerasaurus）。建模以及計算機模擬分析表明，當脖子伸直的時候，長度對于流體力學(xué)幾乎沒有影響，可彎曲時就完全不同了。脖子越長，在水中產(chǎn)生的阻力越大，這與面積有關(guān)。

圖注：脖子中等長度的海鰻龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：脖子很短的梅爾拉龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：脖子筆直的蛇頸龍類流體力學(xué)分析，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：脖子彎曲時的流體力學(xué)分析，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

長脖子的蛇頸龍類應(yīng)對阻力也有自己的辦法，那就是脖子加粗。Vincent在2007年描述了蛇頸龍類化石的時候，注意到化石周圍有深色區(qū)域，代表了軟組織，其中頸椎向外也有2~3厘米的軟組織存在，直徑上則比原有復(fù)原加粗4~6厘米，軟組織的存在是對脖子強度的提升。

基于以上的研究，我們知道蛇頸龍類的脖子還是很靈活的，而且在捕食過提供了優(yōu)勢，這也是其脖子能夠越變越長的演化原因。所以像紀錄片《遠古巨獸大復(fù)活》中復(fù)原的蛇頸龍類（神河龍 Styxosaurus）的頸部就顯得過于僵硬，而《史前星球》中對于遠古龍（Tuarangisaurus）的復(fù)原就更符合研究。

圖注：伸直脖子游泳的遠古龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：《史前星球》中的遠古龍展示了蛇頸龍類脖子的彎曲靈活，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

參考文獻：

1.Zammit M.; Daniels, C. B.; Kear, B. P. (2008). "Elasmosaur (Reptilia: Sauropterygia) neck flexibility: Implications for feeding strategies" (PDF). Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 150 (2): 124–130. doi:10.1016/j.cbpa.2007.09.004. PMID 17933571.

2.Noè, L. F.; Taylor, M. A.; Gómez-Pérez, M. (2017). "An integrated approach to understanding the role of the long neck in plesiosaurs" (PDF). Acta Palaeontologica Polonica. 62 (1): 137–162. doi:10.4202/app.00334.2016. Archived (PDF) from the original on July 29, 2017. Retrieved July 24, 2017.

文字編輯：江氏小盜龍

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