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【普通博物馆:海爬】——沧龙科头骨和全长的关系

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1楼2011-07-26 16:09回复
    沧龙科的体型因为往往因为缺乏足够的化石而造成长度推测不一,最明显的例子如布兰迪海诺龙的长度,Lindgren(2005,79(6):1157-1165)假设最大的布兰迪海诺龙标本IRScNB R23(头骨长度1.6~1.7米[2])的头后到尾中段的脊椎骨保存基本完整的情况下推测长度8.1米,加上(Williston, 1898, pl. 72)尾后段的2.5米,和头骨长度本身的长度米而得到体长12.2~12.3米[3][4],而2002年P Christiansen则认为海诺龙头骨和身长的比例为1:8.7,这个给出长度13.92~14.79米,1998年Lingham-Soliar则提出15米(更早年间Russel推测的17米并没被正规学术论文引用)
    同样被认为是最大海爬之一的霍夫曼沧龙,(Lingham-Soliar,1995)推测体长为下颌骨长度的11倍,但是霍夫曼沧龙下颌骨长度在沧龙科中相当并不是特别的,普遍被认为是最大的霍夫曼沧龙标本NHMM009002的下颌骨长度1.6米,那么其头骨长度估计也不过156厘米左右,最大的霍夫曼沧龙疑似种——巨大沧龙标本则是阿拉巴马的SWEETIE,下颌骨长度推测1.674米,而最大的霍夫曼沧龙标本NHMM 603092(见http://bbs.uua.cn/viewthread.php?tid=130120&extra=&page=1)下颌骨长度也不过1.85米左右。
    霍夫曼沧龙最大个体普遍被认为超过17米,甚至20米(如NHMM 603092),最大的普氏海王龙标本KUVP-5033则被推测长度12~13米之间(2001 MJ Everhart,1990 Bucker),但是其下颌骨长度可达1.828米左右,几乎和最大的霍夫曼沧龙相当,但是体长只有前者的60%。
    沧龙科的体重也是一个令人难以琢磨的问题,板踝龙属的4米个体体重被推测250kg(Henderson 2001, Ryosuke Motani 2002), 而同样长度的堪萨斯海王龙推测体重不过102kg(Michael J. Everhart 2004),而8.8米的普氏海王龙1100kg(Alexander 1989[1]);但是两者之间的体重在体长相等的情况下很可能差距远没有到达这么2.5倍的程度,如下图

    


    2楼2011-07-26 16:14
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      [1]亚历山大的指标并不一定较完善,因为其模型计算年代较早,可能误差比后来用电脑计算的要大。
      [2]1.5米是Lingham-Soliar1992年的推测,1.7米是1998年的推测,1.7米应该更可靠,1.6米则是Lindgren 2005年的推测,很可能是合稀泥
      [3]并不是说Lindgren的推测是2005年就代表他的是对的,比如2010年的论文A Mosasaur from the Cenomanian of RussiaD. V. Grigor’eva, A. O. Averianovb, M. S. Arkhangelskyc, E. M. Pervushovc,and N. Yu. Zozyrevc就继续引用了布兰迪海诺龙15米

      [4]Lindgren 是对所有大型沧龙科都估算偏低,2011年他认为霍夫曼沧龙NHMM009002也不过15米,不过他在文中又改口认为布兰迪海诺龙有13米(Mosasaurerne- Kridthavenes kæmpeøgler Af geolog Johan Lindgren, Geologisk Museum, Københavns Universitet)

      


      3楼2011-07-26 16:16
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        大型沧龙科的化石中较完整的部分往往只有头骨,因此使用头骨推测体长也是相当常见的,但是头骨推测体长也产生许多问题,例如并不是每个论文给出的长度比例都是相等,浮龙属本尼森浮龙的头长:身长比例从1:7.5到1:11(由于其标本是由多个个体拼凑而成的,导致长度推测不一),显然头长并不是体长的唯一因素,头骨的高度也是重要的参考指标,这一观点已经我对兽脚亚目(2011,Celestis Fang,正在准备中)头骨高度,前颌骨至枕骨长度,头骨前颌骨至方骨最大长度对身长推测中得到证实
        根据这一特征,设计出新的公式
        身长:1.03984*10^(1.4576*(LOG(头骨全长)+ABS(LOG(头骨全长))*1.85*LN((头骨高度/下颌骨全长)/0.205))+0.78682)+1.15*(下颌骨全场)
        所有体长单位为‘米’
        体重:((2.55482*10^(4.5622*(LOG(头骨全长)+2.15*(ABS(LOG(头骨全长))*LN((头骨高度/下颌骨全长)/0.205)))+2.6026))*0.82)+((体长-(10*ABS(修正指数)))^3.63)*0.12
        所有体重单位为‘千克’
        修正指数[1]:(0.1*ABS(LN(头骨全长))+LOG((头骨高度/下颌骨全长)/0.225))
        [1]修正指数是我在设计计算兽脚亚目时为了能测算头骨特别短的肉食牛龙属的时候首创的,后来被修改后用于所有兽脚亚目和沧龙科),也就是即便头骨很短,但是如果头骨高度和头骨长度比例很大,体长则会比单看头骨长度更大。反之,头骨很低矮,即使长度较大,体长却未必有那么大。


        4楼2011-07-26 16:17
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          表格1(可放大),头骨长度和下颌骨长度数来源据见附录

          IRSB R 26是方骨/头骨相当矮的霍夫曼沧龙,相比之下巨大沧龙NJ 11503和霍夫曼的正模的头骨则要高的多
          其他霍夫曼沧龙选择性重建,标准取量在三者之间(多取中间值/NJ 11503)
          


          5楼2011-07-26 16:28
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            注:MNMN V 95头骨长度还有一个数据是1229mm(下颌骨不变),那么体长推测则是9.6米,体重2099kg
            MT 02是佩比海王龙的正模,头骨比MNMN V 95略大。


            6楼2011-07-26 16:29
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              这是表格3.


              7楼2011-07-26 16:32
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                1)这里计算的楚里倾齿龙长度接近15米,并不是P Christiansen认为的11米或者12米,而饱和倾齿龙的计算结果接近作者设定的上限,这个其实颇为符合一些比他们小的倾齿龙属的体长都保持在10-11米左右了。
                2)原先设定较轻的沧龙的体重基本上有一些增加,而板踝龙属粗状沉淀股则低于2001年计算的4米250kg,是4米180kg,假设参考一条4米的真鳄型(不同属综合范围)体重210~250kg,那么这个体重很可能是正确的。原先较轻的沧龙体重则现在得到比原先高的估测。
                3)霍夫曼最大个体20.81米,33887kg,这个体重让霍夫曼跻身最大上龙的体重级别的,并超过埃及棘龙成为白垩纪最大的肉食脊椎动物(尽管平均大小还是小于埃及棘龙);如果和蓝鲸相比,18米的蓝鲸30吨,或许觉得有些过重,不过根据鳄鱼推测(21米的湾鳄41580kg),而18米30吨的蓝鲸明显偏瘦(可能是体液流失缘故,缩小最大精确测量的蓝鲸,得到18米的个体39吨) 那么霍夫曼的体型还在可以接受的范围内。
                3)而出了最大个体下颌骨和身长比例超过1:11外,其余霍夫曼明显低于原先Lingham-Soliar推测长度,另外本文中参考了限定生长模式,也就是动物小时候头部发育的比较快,老了或者长大了,身体还在长,头部就不在这么长了。同样下颌骨1.83米的普氏海王龙体型也比原先推测的大10%
                4)当然,这个公式可能对于一些头骨很大曾读上偏离传统沧龙型态的动物不是用,如本尼森浮龙那样极矮的头骨,体型便被严重低估(39厘米,1.8米长,7kg),对于这样的沧龙可以参考头骨长度/宽度公式的另外一组公式(Celestis Fang,2011,准备中),这样更有价值。


                8楼2011-07-26 16:32
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                  论文参考资料
                  Swimming speed estimation of extinct marine reptiles: energetic approach
                  revisited
                  Author(s): Ryosuke Motani
                  Source: Paleobiology, 28(2):251-262. 2002.
                  Published By: The Paleontological Society
                  DOI: 10.1666/0094-8373(2002)028<0251:SSEOEM>2.0.CO;2
                  URL:
                  Plesiosaurs as the Food of Mosasaurs; New Data on the Stomach Contents of a Tylosaurus proriger (Squamata; Mosasauridae) from the Niobrara Formation of Western Kansas
                  Michael J. Everhart
                  Sternberg Museum of Natural History • meverhar@fhsu.eduFort Hays State University, Hays, Kansas, 67601


                  9楼2011-07-26 16:34
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                    可以看得出即使是同一个动物,重建也有不同,Soliar可能参考了海诺龙(毕竟很多沧龙头骨都是碎片拼起来的

                    


                    10楼2011-07-26 16:39
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                      上面沧龙属的分类图,尼日利亚的沧龙科
                      上面沧龙属的分类图,尼日利亚的沧龙科
                      下面堪萨斯海王龙(两个个体,较小的推测头骨78厘米,较大的勉强1米
                      


                      11楼2011-07-26 16:41
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                        测量尺分别是10厘米,1米,50厘米


                        12楼2011-07-26 16:43
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                          本尼森浮龙,实际上头骨和身体比例不算小(虽然也许没有上图那么那样1:11)


                          13楼2011-07-26 16:45
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                            14楼2011-07-26 16:49
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                              15楼2011-07-26 16:50
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