多年来，围绕着白垩纪时代的帆背恐龙——巨型棘龙（Spinosaurus aegyptiacus）——如何捕食猎物，一直存在争议。棘龙是地球上有史以来最大的捕食者之一，也是最适应水的捕食者之一，但它是海洋中的水生居民，潜入深处追逐食物，还是从靠近海岸的浅滩抢夺猎物的半水生涉禽？
由芝加哥大学的古生物学家领导的决斗研究通过重新检查棘龙骨骼的密度，为这场正在进行的辩论提供了新的条目。
深水游泳者还是海岸线捕食者？
2014年，当《科学》杂志首次发表对棘龙近乎完整的标本的详细描述时，由生物生物学和解剖学教授保罗·塞雷诺（Paul Sereno）博士共同领导的芝加哥大学研究小组将其定位为第一只真正的半水生恐龙，具有肌肉发达的后腿和用于划桨的蹼足，以及灵活、起伏的尾巴（阅读更多关于棘龙的历史及其最初发现的信息）。
2020 年晚些时候，一个国际研究小组在《自然》杂志上进行了一项研究，利用其新发现的高棘尾骨进一步支持了它像鳗鱼一样推动自己在水下捕食的理论。
2022 年《自然》杂志上的一项研究由许多研究人员进行，包括主要作者、目前是芝加哥大学芝加哥研究员博士后学者的 Matteo Fabbri 博士，支持他们 2020 年的评估，表明棘龙也有致密的骨骼，可以用作像企鹅一样潜水的压舱物。他们还认为，其他一些棘龙科动物，例如其年长的非洲表亲Suchomimus，骨骼密度较低，很可能是涉禽。
大约在 2022 年的同一时间，Sereno 再次与其他地方的同事合作，通过创建棘龙和 Suchoimus 的数字骨骼和肉体模型来测试这些想法。他们的研究结果发表在eLife上，声称这两个物种在水面游泳时都是不稳定的，而且浮力太大而无法潜水和完全淹没。
现在，Sereno和同一个团队，包括主要作者、Intellectual Ventures的创始人兼首席执行官Nathan Myhrvold博士，也开始研究骨密度的问题。他们的研究，“潜水恐龙？关于使用骨致密性和 pFDA 推断生活方式的注意事项“，于 2024 年 3 月 6 日发表在《PLOS ONE》杂志上。
“我们已经制作了这些物种的薄片，用于[Fabbri的]骨密度计算，所以我们认为我们将从尝试复制它们的测量值开始，”Sereno说。他认为，他的团队的新计算证实，棘龙并不适合潜入深海和水下捕猎。
与此同时，Fabbri和他的同事们认为，他们自己的新分析，目前作为预印本发表，仍然支持他们最初的发现，即这种野兽适合海洋。争论仍在继续。
古代化石的新计算
Sereno的团队开始了他们最新的研究，提出了有关测量骨密度的新技术问题，例如如何数字化薄片，在哪里切开大腿和肋骨以最好地暴露内部，以及是否包括来自多个个体的骨骼。
一些现代水生哺乳动物，如海牛，有肿胀、致密的骨头，以帮助它们留在水下，就像水肺潜水员的配重带一样。大型陆地动物，如大象和恐龙，也有致密的骨骼来支持它们增加的体重。大多数现代鸟类和许多恐龙，包括棘龙，都有气囊附着在肺部或骨骼内部，就像救生衣一样防止淹没。评估像棘龙这样的灭绝物种的水生能力需要考虑所有这些可能性。
Sereno 和团队与 Myhrvold 合作，重新评估了 2022 年《自然》研究中使用的统计技术如何用于支持棘龙是深潜者的说法。这种方法被称为系统发育灵活判别分析（pFDA），类似于机器学习：pFDA技术在一组生活方式被充分理解的物种上训练分类算法。
原则上，研究人员可以使用该算法来估计一个知之甚少的物种（如棘龙）属于一个或另一个行为群体的可能性。然而，在实践中，迈尔沃尔德说，他认为有一些问题必须克服。
“不幸的是，除非你有大量的数据，你进行苹果对苹果的比较，并检查数据是否满足某些统计先决条件，否则这种技术无法正常工作，”他说。“在早期的研究中，这些要求都没有得到满足，所以结果在重新审查时没有得到支持。
在PLOS One上发表最新的齐射之前，Fabbri的团队已经开始回应他们论点的预印本版本。他们重新运行了他们的密度模型，调整了Sereno和Myhrvold提出的担忧，并表示他们的结果支持与之前相同的结论 – 棘龙骨骼的密度足以使其完全淹没在水下。此外，Fabbri说，根据他们的计算，整个骨骼的骨骼具有相同的密度，高于迄今为止研究的任何非鸟类恐龙，也高于任何现有的大型动物，如大象或犀牛。
“显然，对我们结论的支持程度是不同的，因为我们使用不同的算法，以不同的方式工作，”Fabbri说。“但我们仍然有强有力的统计支持，即使我们考虑到他们的所有要点。
水生生活方式的竞争定义
这两个群体之间的症结可能是一个被称为“生态谬误”的概念。当有人试图根据在群体层面收集的数据对个人做出结论时，就会发生这种情况。法布里的论点基于数据，这些数据显示棘龙的骨骼像企鹅和海牛等可以完全淹没的现有动物一样致密。因此，他们得出结论，连同关于恐龙尾骨和力学的其他发现，它也可以在水下游泳。另一方面，塞雷诺和迈尔沃尔德认为这是一个生态谬误，仅仅因为棘龙拥有现代游泳运动员的致密骨骼并不意味着它有其他特征可以让它潜入深处。
不过，归根结底，争论可能更多的是关于语义，以及“水生”和“水下”等术语的真正含义。
“我们认为棘龙是有史以来最大的掠食性动物之一，需要额外的骨骼强度来支撑其相对较短的后肢的重量，”塞雷诺说。“棘龙能够涉水进入超过六英尺深的水道而不漂浮，在那里它可以用爪子和下颚伏击任何大小的鱼——但同时保持脚趾牢牢地固定在泥泞中。”
Fabbri说，考虑这两种可能性会更有帮助。像鳄鱼和河马这样的大型现代动物在陆地和水下都花费了大量时间，棘龙可能也是如此。
“我认为这种相反生态的论点实际上并不存在，因为沿着海岸线捕鱼的动物并不反对进一步进入水中的可能性，”他说。“这只恐龙不是只生活在水中的海豚，它只是能够有时在水下捕鱼。这两种假设都把棘龙放在了水里。我们的观点是，我们可以根据骨密度来论证这种动物可能也能够潜入水下。
——改编自生物科学部首次发表的一篇文章。
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://news.uchicago.edu/story/did-spinosaurus-hunt-its-prey-deep-underwater-or-shore-analysis-continues