蛇颈龙的长脖子真的很灵活吗？

摘要：在介绍蛇颈龙脖子的生物力学以及结构应用之前，还是要明确一个概念，那就是所有长脖子的蛇颈龙类都属于蛇颈龙亚目（Plesiosauroidea），而其中脖子最长的基本都来自于薄板龙科（Elasmosauridae），其中的代表物种正是薄板龙，但是脖子比例最长的是艾

蛇颈龙是最具标志性的中生代海生爬行动物家族，其以细长的脖子而著称，而且今天的海洋中没有与它相似的生物。

蛇颈龙的长脖子总是给人一种割裂的怪异感，这个长度的脖子难道不会成为软肋，无论是被掠食者攻击，还是在日常生活中使用都给人一种脆弱感。

在介绍蛇颈龙脖子的生物力学以及结构应用之前，还是要明确一个概念，那就是所有长脖子的蛇颈龙类都属于蛇颈龙亚目（Plesiosauroidea），而其中脖子最长的基本都来自于薄板龙科（Elasmosauridae），其中的代表物种正是薄板龙，但是脖子比例最长的是艾伯塔泳龙（Albertonectes）。

图注：艾伯塔泳龙的复原图，图片来自网络

图注：艾伯塔泳龙的化石，图片来自网络

在最初关于这群奇异海怪的描述和复原中，它们的脖子都被赋予了异乎寻常的灵活性，做出S形、G形等高难度姿态都不再话下。后来的研究基于颈椎骨的形态和连接方式否定了之前的复原，以至于许多人走向了另一个极端，认为蛇颈龙类的脖子是非常僵硬的只能进行小范围的转动。

图注：奈特早期复原的脖子异常灵活的薄板龙，图片来自网络

图注：对蛇颈龙长脖子异常灵活的猜测，图片来自网络

为了弄清楚蛇颈龙类的脖子灵活性到底如何，古生物学家扎米特（Zammit）于2008年发表了一篇名为《薄板龙（爬行纲：鳍龙目）颈部柔韧性及其对摄食策略的启示》（Elasmosaur (Reptilia: Sauropterygia) neck flexibility: Implications for feeding strategies）的论文。在论文中，研究人员以薄板龙科为研究对象，对颈椎骨以及肌腱进行了复原模拟，以获得不同方向上最大的弯曲幅度。最后的结果显示：蛇颈龙类的长脖子在向两侧摆动时的角度在94~176°之间，向上的角度在87~155°之间，而向下的角度在75~177°之间，是不是与僵硬无关呢？

图注：薄板龙脖子弯曲角度推测，图片来自网络

即便脖子够灵活，但是依然容易成为掠食者攻击的首选部分，但是从目前的化石记录来看，并未发现脖子遭到攻击的痕迹。从统计学角度上看，蛇颈龙类肯定有办法保护其看上去脆弱的脖子。

图注：薄板龙会遭到如海王龙这种大型海洋掠食者的攻击，图片来自网络

讨论过灵活性和易受攻击性之后，再来看看长脖子对于游泳的影响。

佩尼尔·V·特罗森（Pernille V. Troelsen）的团队利用3D建模的方式复原了拥有不同长度脖子的三种蛇颈龙类，分别是：脖子最长的艾伯塔泳龙、脖子中等长度的海鳗龙（Muraenosaurus）以及脖子最短的梅尔拉龙（Meyerasaurus）。建模以及计算机模拟分析表明，当脖子伸直的时候，长度对于流体力学几乎没有影响，可弯曲时就完全不同了。脖子越长，在水中产生的阻力越大，这与面积有关。

图注：脖子中等长度的海鳗龙，图片来自网络

图注：脖子很短的梅尔拉龙，图片来自网络

图注：脖子笔直的蛇颈龙类流体力学分析，图片来自网络

图注：脖子弯曲时的流体力学分析，图片来自网络

长脖子的蛇颈龙类应对阻力也有自己的办法，那就是脖子加粗。Vincent在2007年描述了蛇颈龙类化石的时候，注意到化石周围有深色区域，代表了软组织，其中颈椎向外也有2~3厘米的软组织存在，直径上则比原有复原加粗4~6厘米，软组织的存在是对脖子强度的提升。

基于以上的研究，我们知道蛇颈龙类的脖子还是很灵活的，而且在捕食过提供了优势，这也是其脖子能够越变越长的演化原因。所以像纪录片《远古巨兽大复活》中复原的蛇颈龙类（神河龙 Styxosaurus）的颈部就显得过于僵硬，而《史前星球》中对于远古龙（Tuarangisaurus）的复原就更符合研究。

图注：伸直脖子游泳的远古龙，图片来自网络

图注：《史前星球》中的远古龙展示了蛇颈龙类脖子的弯曲灵活，图片来自网络

参考文献：

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.

文字编辑：江氏小盗龙

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