我國傳統信仰中,雨水是由龍王所掌管的。二月二被稱爲龍王擡頭之日,雨水逐漸豐沛,百蟲也于此初春之際蘇醒,故古語有雲" 二月二,龍擡頭,蠍子、蜈蚣都露頭。"
龍雖然是虛構的生物,但許多恐龍的化石被發現時,确實是呈現一種 " 龍擡頭 " 的死狀。爲什麽恐龍死亡時都愛擡頭呢?
中華龍鳥(Sinosauropteryx)的标本,可能是最爲人所熟知的 " 龍擡頭 " | Jonathan Chen / Wikimedia Commons
爲何擡頭而不是低頭?
這種 " 龍擡頭 " 的姿态其實有個術語,稱爲 "角弓反張(Opisthotonus)",呈現這種死狀的生物脖子及尾巴後仰,背部反彎而起,極像一張弓。一些脖子長的動物甚至頭部可以觸及背椎或是腰部。這種死狀在恐龍、翼龍等主龍類的化石裏常見。但爲什麽這些生物死後都要 " 龍擡頭 " 而不是 " 低下頭 " 呢?
鳥類是恐龍的後裔,在現代鳥類中也可以看到這樣的死狀,但由于鳥類演化至今已經沒有大長尾巴,因此相應的姿勢呈現在頸部上。2015 年,來自加拿大阿爾伯塔省的卡爾加裏大學(University of Calgary)的團隊買了冷凍的全雞,并參考似鴕龍(Struthiomimus)的死狀,試着移動化凍雞的頸部并用 X 光記錄下該過程。
X 光觀察下雞的屍體,研究發現根據頸部的可動範圍,變成角弓反張的姿勢是非常容易的 | Russell and Bentley / Journal of Zoology ( 2015 )
他們将雞的頸部關節根據功能分成前、中、後三個部分,前面連接頭顱而後部連接身體,平時在放松狀态下呈現 S 形。他們發現,雞的屍體頸部在這三部分的連接處,還有頸部與頭部連接的位置,有較大的可動性,而其餘部分的頸椎能活動的範圍則較小。這些連接處頸椎的活動,非常容易讓雞的屍體處于擡頭的狀态,若要讓屍體低頭則要困難許多。
此外,頸部連接頭部位置的可動性非常高,因此許多化石的頭部甚至會接觸到腰臀部。同時,因爲該關節能自由活動,因此哪怕死去,屍體的頭部更容易受到水流等外力的拉扯而與身體分離,許多化石獨缺頭部。
似鴕龍标本素描 | Wikimedia Commons
通過雞的骨骼可動性,我們了解到化石 " 龍擡頭 " 其實是一個極其自然的過程,因爲動物頸部結構關節本身就更傾向于呈現這種姿勢。但這樣的姿勢是死後因爲外力拗成這樣的,還是恐龍在死之前就出現這樣的姿勢了呢?
死後僵直還是垂死掙紮?
過去對于這種 " 龍擡頭 " 的姿勢研究,原因的讨論大多集中在死後的環境或是生物因素,而這些都能解釋部分化石中觀察到的現象。
先說死後的環境因素,最常見的解釋包括,水流的搬移會讓屍體的關節蜷起,呈現類似于角弓反張的姿勢。但這種環境造成的 " 龍擡頭 ",有一些特征可以和生物的肌肉僵直等因素相區别。例如觀察化石周圍岩石的沉積環境,比如顆粒排列、波紋,可以判斷當時的水流方向和化石的彎曲方向是否一緻,或者觀察周遭其他出土的化石是否也有同樣的方向性。
最後則可以透過彎曲程度來判斷,如果是屍體的生物因素造成,就會發現彎曲程度沿着脊椎較爲一緻,但若是水流造成,則可見到彎曲程度不連續或是扭曲的現象。
蛇頸龍類的水怪龍(Hydrotherosaurus)因爲水流呈現類似角弓反張的狀态,可以看出頸部的彎曲程度不一 | Faux and Padian / Paleobiology ( 2007 )
第二種就是真正的角弓反張狀态,在排除上述的水流等環境所造成的狀态後,這種死狀是生物自身的因素所造成。最常見的解釋包括死後肌肉僵硬、幹燥等造成筋腱和韌帶的收縮,因而形成這種形狀。明顯的角弓反張,除了首尾會反弓蜷曲外,也可以看到四肢關節的收縮。
上述的原因大多着重在死後才産生的影響,但也有研究團隊認爲這種姿勢可能是生前的垂死掙紮所緻。例如在缺氧、缺乏必要的營養、環境毒素、病毒感染等原因,破壞了生物的中樞神經系統,導緻生物在死前呈現極度扭曲的狀态。
在現生生物中不止鳥類有角弓反張的死狀,在哺乳動物中也可見到。例如在一些化石點中,也可以發現到哺乳動物呈現這種死狀。順帶一提,南唐後主李煜據傳被 " 牽機藥 "所毒殺,這種毒藥的成分包含番木鼈堿,會破壞人體的中樞神經系統,令服用者 " 頭足相就如牽機狀也 ",這就是角弓反張的死狀。
受病毒感染而産生的角弓反張狀态 | 電影《釜山行》
爲何哺乳動物和恐龍、翼龍及鳥類等主龍類,親緣關系相去甚遠,卻都會出現如此類似的死狀呢?研究者推測,是因爲這兩類生物都有很高的新陳代謝率,因此需要較多的氧氣,而當特定的疾病或毒素破壞了中樞神經,造成缺氧等症狀時,就會出現類似的死狀。
哺乳動物化石成角弓反張狀, ( A ) 古獸馬(Palaeotherium)、 ( B ) 小弓獸(Scarrittia)及 ( C ) 成群的小古駝(Stenomylus)化石 | Faux and Padian / Paleobiology ( 2007 )
" 龍擡頭 " 的化石姿勢都很相似,但通過衆多的研究我們可以了解到,不能因爲表象相似就輕易做出成因相同的結論。導緻 " 龍擡頭 " 的原因有許多種,例如生前缺氧、中樞神經破壞等痛苦死亡方式,死後受到肌肉韌帶結構收縮影響,還有可能是被水流沖刷所導緻。這些都要綜合許多地層、埋藏、解剖結構的證據才能判斷,科學不能隻求皮毛,要尋根問底深究原因。
作者:廖俊棋