恐龙的菊花长啥样？这个新研究给了我们答案
恐龙化石并不罕见，但是保留着排泄和生殖出口的恐龙化石很少见。
图片来源：Pexels
来源 SLATE
原作 Riley Black
翻译 谢一璇
审校 魏潇
在我专注于古生物学报道的记者生涯中，有一个始终未能得到解答的谜题——恐龙的“菊花”到底长什么样？在写《我心爱的雷龙》（My Beloved Brontosaurus）这本关于恐龙生物学的书时，其中有关繁殖的一章花费了我很多时间去想象侏罗纪世界背后的本质——当时还没有任何标本被发现并保存下来。而恐龙模型和雕塑常常在这个重要器官的形状塑造上存在分歧，把它们统统做成了惨遭便秘困扰的样子。
现在这个问题终于有了答案——这要感谢前段时间在线发布的一篇预印本论文，作者对一种有角恐龙——鹦鹉嘴龙（Psittacosaurus）的化石进行了详细描述。这些恐龙生活在1亿多年前的中国东北部，是一种奇怪的小型生物。虽然它们在恐龙谱系中与三角龙属于同一分支，但体型只有拉布拉多寻回犬一样大，用双腿行走，长着像鹦鹉一样的喙，两侧脸颊各长着一个喇叭状的角，尾巴上突起一簇羽毛状的鬃毛。现在我们又知道了一件事：它们拥有一个类似于鳄鱼的排泄孔。
2016年发表的一篇论文对鹦鹉嘴龙的外观进行了重建。图片来源：3D Camouflage in an Ornithischian Dinosaur. Vinther, Jakob et al.Current Biology, Volume 26, Issue 18, 2456 - 2462
在恐龙身上很少能看到柔软而有肉感的东西。与其他大多数恐龙一样，我们主要通过骨骼来了解鹦鹉嘴龙。形成化石要经历埋葬以及至少部分原始组织的替换过程，因此坚挺的骨骼组织相较于皮肤和器官来说，更容易保存下来。大多数情况下，所有的软组织都会在恐龙死后腐烂。但古生物学家们也会时不时发现保留着残存软组织的“恐龙木乃伊”——可能以印痕或经历了地质变化后的形式出现。只有一种情况能够得到保存完好的恐龙，那就是恐龙的躯体被灰烬迅速掩埋。其他情况下，它们一般都会被露天风干一段时间。不管出于什么原因，专家们发现了这几只鹦鹉嘴龙，它们的软组织都保存完好。这些化石标本非常精妙，我们甚至可以看出这些恐龙的颜色，背部为棕色而腹部颜色较浅。这些新发现的化石是信息保存较为详细的那一类，其中包括了恐龙的皮肤和鳞片，以及尾巴上装饰性的鬃毛。最引人注目的部分是臀部和尾部之间的一块组织——它的后庭。
在这篇未经同行评审的预印本论文中，对这个“后门”的真实描述让我对恐龙产生了同情，它怎么也不会预料到自己的后庭会在 1 亿多年后出现在一篇技术文献中。这个此前一直成迷的部位在古生物学家们的笔下是被这样描述的：位于化石尾巴下方，一个“斑驳的黑色卵圆形区域”（图片在论文的第4页，在这个链接中可以找到）。用肉眼直接观察，这个圆形区域看起来像是一堆叠在一起的黑色条带，位于尾巴基部与髋骨之间，明显不同于周围的皮肤。
论文告诉我们，那些条带是鹦鹉嘴龙的“下水”装置，被称为泄殖腔。这与现代哺乳动物的排泄系统很不一样。我们都听说过“游乐场紧挨着排泄系统”这个老笑话，形容的是人类的生殖器官和排泄出口的位置。但是相较于只有泄殖腔的动物，我们实在没什么可抱怨的。泄殖腔是这类动物生殖、泌尿和排泄系统的唯一出口。如果你喜欢《被霸王龙带走》（Taken by the T-Rex）这样的书，请务必记住这一点。
对于非鸟类恐龙而言，有泄殖腔并不奇怪。虽然未来的同行评审可能会对这块化石做出不同的解释，但这块组织的位置、颜色和褶皱纹理似乎都符合专家们长期以来所期待的恐龙泄殖腔的样子。被称为恐龙活化石的鸟类，也有泄殖腔。鸟类的泄殖腔呈圆形或方形，并且通常被羽毛覆盖着，不易观察——除非你曾目睹过鸵鸟排泄（然后质问自己刚才到底看了些什么玩意儿）。鳄亚科（Crocodylinae）和短吻鳄科（Alligator）是现存生物中的恐龙近亲，它们的泄殖腔是一条水平裂口。根据当前的系统发育分类逻辑，鸟类和鳄鱼都有泄殖腔这一事实，指示着这两种动物可以追溯出共同的祖先——一种被称为初龙（archosaur）的动物，长得像鳄鱼和灵缇犬的混合体，且很可能已经灭绝。所以我们早就能推测，恐龙的后庭应该看起来像鸟或鳄鱼的。
鸵鸟排泄视频。来源：
https://www.youtube.com/watch?v=aABxX1KEcrk
确凿的证据比理论推测更使人信服。得到一个可用于研究的恐龙泄殖腔化石，就像你终于得到了一直想要的生日礼物一样。古生物学的终极目标就是重现生物全盛时期的图景——这需要收集现代动物的已知信息，并将其与迄今为止我们从已灭绝的恐龙和恐龙近亲上获得的信息进行比较，得出一系列关于恐龙可能长什么样的假设，然后跟我们碰巧找到的化石进行对比验证。这块新发现的化石表明，我们此前对恐龙有泄殖腔的看法应该是正确的，并且这个物种的泄殖腔与鳄鱼的泄殖腔格外相似。尽管藏在泄殖腔后面的“排水管”没有被保存下来，但可以想象得到，恐龙的生殖器也会在交配时从这个“后部出口”中伸出来。这个化石还让我们意识到，恐龙的生殖器可能和鳄鱼类似。雌性鳄鱼的阴蒂非常大，这个粉红色的由粗逐渐变细的器官很容易被误认为是雄性生殖器。
关于生殖器的发现将对填补一些恐龙谜团大有帮助。古生物学家仍然困惑于有着巨大尾巴的恐龙是如何交配的。它们是不是要扭曲成奇怪的姿势来对齐彼此的臀部？或者雄性有没有其他“设备”协助它们“跨越”这一“鸿沟”？类似的，了解更多来自其它“通道”的信息可以帮助我们理解恐龙留下的各种碎片。古生物学家在一些地方发现了尿石（爬行动物产生的非液体尿液分泌物化石），以及成百上千的粪便化石。其中一种化石——被认为来自霸王龙——似乎在消化系统中移动得很快。研究这些排泄系统的化石，可能有助于解释一小块食物从嘴巴到泄殖腔的快速移动是否正常，或者判断恐龙中的暴君是否在拉肚子。我对此有很大的兴趣，即使只是一点点关于这些器官的信息，也能够帮助专家们更好地了解那些生活在远古时代的生物的生理机能。
这就是为什么我会与每个认识的人分享上述论文中的第一张图——恐龙泄殖腔的位置。不仅仅是因为它所代表的信息，抑或它的厚度。恐龙的泄殖腔证明了化石的形成是多么神奇巧妙的过程，也说明还可能有更多关于恐龙身体的细节可以被探究。在那些 CGI 的效果图、玩偶、甚至关于恐龙交配的想象中，恐龙的基本生物学特征（比如体温、性别差异、甚至它们发出的声音）仍然是一团迷雾。似乎每年都会出现一个独一无二的化石，为我们提供更多关于恐龙生活的信息。即使是耳熟能详的种类也会有令人惊奇的新发现，比如埃德蒙顿龙（Edmontosaurus）头上多肉的小帽子，暴龙（Tyrannosaurus）身上受寄生虫感染的痕迹，又或者这次发现的，鹦鹉嘴龙的臀部。可以确定的是，不论是恐龙研究还是恐龙本身，我们都在逐渐接近真实的那一端。
原文链接：
https://slate.com/technology/2020/10/dinosaur-butt-fossil-discovery-cloaca.html
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【论文标题】A crocodylian-style cloaca in a non-avialan dinosaur
【论文作者】Phil R. Bell, Michael Pittman, Thomas G. Kaye, Christophe Hendrickx
【发表时间】2020.10.12
【发表平台】bioRvix
【论文链接】https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.11.335398v1.full.pdf html
【论文编号】10.1101/2020.10.11.335398
【论文摘要】Our knowledge of the reproductive biology of dinosaurs covers a range of aspects, from brooding behaviour to nesting style and the timing of sexual maturity. Yet, the basic anatomy and function of the cloaca in non-avialan dinosaurs remains unknown. Here, we describe the outer morphology of the only known non-avialan dinosaur cloaca, preserved in an exceptional specimen of the early-diverging ceratopsian dinosaur Psittacosaurus. We clarify the position of the cloaca with respect to the ischia and caudal vertebrae and document the scales immediately adjacent to the abdomen and tail. We find that the cloaca is from a near-sexually mature subadult individual and is most similar to the cloaca of crocodylians, to the exclusion of lepidosaurians and birds. However, the sex of SMF R 4970 could not be determined as the cloaca and the rest of the specimen does not yield any sexually dimorphic information. This study highlights the ongoing role of exceptional specimens in providing rare soft tissues that help to bridge longstanding gaps in our knowledge of the basic biology of dinosaurs and other extinct reptiles.