如何让恐龙再次开口

埃里克斯·莱利+张弨

古生物学家的新发现

2016年年末，得克萨斯大学奥斯汀分校的茱莉娅·克拉克领导的一个古生物学家团队证实，他们在一种灭绝的南极维加鸟的遗骸中发现了一个最古老的被称为“绪林克斯”鸟的咽喉化石。维加鸟灭绝于6600万年前，曾与恐龙共同生活。绪林克斯鸟在当时分布并不广泛，这表明在进化博弈中这种鸟的咽喉形成时间较晚——在其能够飞行、连续呼吸和利用多彩羽毛吸引配偶之后。

绪林克斯鸟拥有坚韧的软骨组织，此次发现的化石保存得非常完好。克拉克说：“我们很幸运。”但是标本仍然不足以识别此类鸟的鸣叫声。鸟的发声机制极其复杂，受多种因素影响，如覆盖软骨的褶皱和声道其余部分的结构等。因此，研究团队将这个化石与12种现存鸟类以及一种古代水禽进行了比较，以建立该生物声学解剖结构的三维模型。结果表明，维加鸟可能发出类似鸭子或鹅的声音。克拉克补充道：“无论其鸣叫声是鸭子的嘎嘎声还是鹅的喔喔声，实际上我们目前尚未获得该方面的数据。”

化石是无生命的，但又是有生命的，因为它不仅包括化石生物的形状和结构，还记录了它们的生活习性、活动方式和更微妙的生活痕迹。以古生物学的流行图标恐龙为例。恐龙的足迹化石表明，它们群体活动，共同捕猎或者养育后代（未成年恐龙的脚印分布在母恐龙周围）。保存在其毛囊中的色素细胞，让我们一窥恐龙皮毛（黑色或红棕色）的颜色，知道皮毛可以覆盖鳞片或者羽毛。即使可怕的霸王龙也是毛茸茸的。通过坚硬的化石，在过去20年里，科学家对原始世界

中最难以捉摸和最有魅力的声音景观特征有了更加丰富的认知。

在维加鸟之前，被称为副栉龙的鸭嘴恐龙家族一直是古声学研究的中心。它们是以嘴巴形状命名的草食动物，但更为人所知的是其头顶巨大的骨质冠饰，像一个钝钝的角。包括人类的大多数生物使用更柔软的器官和薄膜进行发声，这些器官和薄膜往往会分解而无法成为化石。而在这一方面，维加鸟是罕见的特例，因为没有其他动物利用这么坚硬且容易形成化石的组织来发声。

1931年，瑞典乌普萨拉大学的古生物学家卡尔·威曼发现了第一个被称为“小号手”的副栉龙的标本。它生活于7500万年前，出土于在新墨西哥进行的一次考古挖掘。它的头骨破碎，发生了扭曲，而且一侧严重被腐蚀。目前只发现了五个小号手的头骨。

声音的产生源于其生理结构：物体产生更高或更低的声音，这取决于物体运动时在空气中震动的自然速率。基于化石裂开和分裂的位置，威曼判断，当这个生物活着时，内部有一个空洞。冠饰包围着一对管子，从鼻孔延伸到内部，然后循环回喉咙。对威曼而言，冠饰看起来像一个“变号”，一个长长的弯曲的木管乐器。他认为空心管产生并放大声音，让恐龙的声音传得更远，能够穿越茂密的森林。

几十年以来，化石没有透露出更多的信息。有关冠饰的用途，其他科学家提出了很多古怪的建议：它是一个潜水通气管，一个甩掉叶子的工具，一个摆脱多余热量的散热器，或一种增强该生物嗅觉的东西。20世纪80年代，约翰霍普金斯大学的大卫·威显穆佩建造塑料模型来展示恐龙的冠饰能够发出强大的低音，但是，该方面需要进一步的证明。1995年8月17日，在新墨西哥的法明顿附近出土了第二个小号手副栉龙头骨，距离第一个小号手副栉龙墓地仅数千米。这个头骨保存得相当完美。

“你會听到这些奇怪的轰隆声”

当时的新墨西哥自然历史和科学博物馆的古生物学负责人汤姆· 威廉姆森是挖掘队的成员，他决定验证一下冠饰是否可以发出声音。他将标本带到当地的一家医院，用CT扫描仪进行扫描成像。CT扫描仪是一个形状像大甜甜圈的机器，物体通过中心孔时被X 射线扫描。在这里，机器以3毫米层厚扫描小号手副栉龙的头骨，然后将视觉层彼此叠加，形成该生物冠饰的三维图像。

在计算机科学家卡尔·迪亚哥特的帮助下，威廉姆森模拟了小号手副栉龙可能产生的声音频率。他们对几个缺失部分（如鼻子和喉咙的软组织的位置和结构）进行推断，最终将其定在频率大约30赫兹的音符上。这段饱满的低音处于人类听力范围的下限，而且因为恐龙气管内部结构的复杂性出人意料地出现了一些强度峰值。“这些怪异的隆隆声”，威廉姆森告诉我，“我听到后感到后背发凉，毛骨悚然。”现在，科学家认为恐龙发出的这个声音能帮助小号手副栉龙构建复杂的社交群体，帮助恐龙辨别同类的其他成员并与之交流，可以辨别雄性和雌性。

动物叫声不总是依赖咽喉或奢侈的头饰。昆虫可以摩擦发音，即它们将两个身体部位进行摩擦而发出声音。例如，蟋蟀一个翅膀基部处的锯齿可以在另一翅膀的叩头状结构上摩擦。像用手指揉搓梳子一样，微小的锯齿一个接一个地弯曲并释放；翅膀来回振动，发出一系列声波。

2012年，中国古生物学家在内蒙古道虎沟村附近发现了一种古蟋蟀的翅膀化石，并复原了其鸣叫声。它发出的声音听起来像哨音，音高从开始到结束一直上扬。英国林肯大学的专家费尔南多·蒙特雅特格雷·扎帕塔说：“这个小夜曲可能是对恐龙的呼唤。”他专门从事有关昆虫听觉和声音的生物机械学研究。他以前的研究表明蟋蟀的牙齿线的长度与其唱歌的音调和声调非常匹配。较大的锯齿与低频相关，而较小的锯齿与产生较高频率声波（通常是超声波）的动物相关。

昆虫有自己的声位，就像一个私人的无线电通道

蒙特雅特格雷·扎帕塔通过电子邮件发送的高分辨率图像测量了中国蟋蟀的牙齿长度。每个牙齿长9.34毫米，这是雄性灌木蟋蟀的一个长器官。对比现代数据后，他发现这个长度与6.4千赫的声音相关。这个频率对人类的耳朵而言太高，但这几乎是蟋蟀的最低频率。并且，就像许多存活至今的物种一样，它的锯齿间的空隙随着音锉长度的增大而逐渐增大，以确保一个翅膀覆盖在另一个翅膀上以剪刀状的方式加速摩擦时，“锤骨”是以恒定的速率打击锯齿。这种恒定速率

形成了一个“纯色”音调，一种哨声，而不是其他异常喧嚣的蟋蟀发出的声音。为了纪念这种音乐般的韵律，此物种被命名为“悦耳古鸣螽”。

悦耳古鸣螽“演唱”的歌曲蕴藏着诸多信息。6.4千赫是它鸣叫的唯一频率，这表明这种昆虫在一个充满了物种声频的景观中占有自己的声位，像私人无线电通道一样。大多数现存的悦耳古鸣螽的亲戚以超声模式唱歌，迅速摩擦它们的翅膀，以20千赫或更高的频率交流，人类的耳朵根本无法听到。蒙特雅特格雷·扎帕塔认为，虽然现在还搞不清楚它们为何改变曲调，但至少有一个令人信服的解释：更高音频的声音不会传播得很远，进而减少昆虫被听力敏锐的蝙蝠捕捉的

概率。

进化本身也会重新调整。正如物种随着时间的推移生存、死亡和适应一样，它们的声音也是如此。和蟋蟀一样，人类也是如此。

布朗大学人类学家和认知科学家菲利普·利伯曼和已故的耶鲁大学解剖学家埃德蒙·克里林在1971年发表的一篇文章中指出，尼安德特人是人类的近亲，他们的语音范围与一个孩子相同。他们的观点基于对三种头骨（包括口腔、鼻子和喉咙的内部）的比较研究：成年人的头骨、儿童的头骨和法国拉沙佩勒洞穴的尼安德特人的头骨。利伯曼和克里林写道：“我们可以得出结论，尼安德特人之所以被称为人，是因为他们可以说话。”

然而，最近的遗传证据表明，尼安德特人具有更为强大的发声能力，甚至可能等同于现代人类。2007年，遗传学家从西班牙西北部埃尔西德龙洞发现的两个尼安德特人的骨骼中提取了DNA 样本，发现了FOXP2基因的一个版本，这种基因在人类语言的发展过程中起着至关重要的作用。如果这个基因损坏，人类将不能说话。这就意味着，尼安德特人具备了现代语言的基本遗传基础。欧洲人1%到4%的基因组与尼安德特人相同，因此科学家认为智人与尼安德特人进行通婚，而非取代或杀死他们。

人类的喉咙与尼安德特人几乎没有区别。说话时，这种被称为舌骨的半圆形骨骼在移动喉和舌头方面发挥着核心作用。澳大利亚新英格兰大学的史蒂芬·柔说：“骨骼的内部几何结构实际上反映了骨骼的使用方式。”他是2013年使用微CT扫描比较尼安德特人和人类舌骨团队的一员。他告诉我：“骨骼是一种活的组织，它不断被重新吸收或塑造，以应对通常被施加的力量。”就像蟋蟀的齿梳或鸭嘴恐龙的共鸣室一样，相似的结构有着相似的功能。

古生物学家不仅要了解远古时代，更要感知其纹理与色彩，置身于全视野的氛围中。所有的化石都激发着人们的想象力，而声音传遞着一个故事。每一个重建的声音都承载着科学家的期望、怀旧和忧郁。我们应该听听它们的歌声：这或许是我们最后的也是唯一的机会。