據外媒報導，在白堊紀時期，有多少霸王龍在北美游盪？這是困擾古生物學家Charles Marshall及其同事多年的問題，直到Marshall跟他的學生們合作終於找到了答案。本周發表在《科學》上的研究發現，約有2萬頭成年霸王龍可能生活在某一個時間點，誤差在10倍左右，這跟Marshall大多數同事的猜測大致相符。
這是包括Marshall在內的古生物學家很少有能夠完全理解的是。這意味著，在恐龍在地球上行走的約250萬年時間里約有25億只霸王龍活著和死亡。
直到現在，還沒有人能夠計算出這種早已滅絕的動物的數量。上世紀最有影響力的古生物學家之一George Gaylord Simpson認為這項任務是不可能的。
Marshall是加州大學古生物博物館館長，同時還是加州大學伯克利分校綜合生物學和地球與行星科學教授。
「從某種程度上說，這個項目剛開始時只是心血來潮的項目。當我手里拿著一塊化石的時候，我不禁感到疑惑，這種動物在幾百萬年前存在，而我現在拿著它的一部分骨架–這似乎太不可能了。我腦子里一直在想，『這有多不可能？它是千分之一、百萬分之一還是十億分之一嗎？』然後我開始意識到，也許我們可以真的估計出活著的數量，這樣我就可以回答這個問題了，」Marshall說道。
Marshall很快指出，這些估計的不確定性很大。在任何給定的時間里，霸王龍的數量很可能是2萬只成年霸王龍，而95%的可信范圍是1300至32.8萬只。因此，在這個物種的一生中存在的個體總數可能在1.4億到420億之間。「很難用化石記錄做出定量估計。在我們的研究中，我們的重點是為我們進行計算所需的變量制定強有力的約束條件，而不是專注於做出最好的估計。」
然後，Marshall和他的團隊使用蒙特卡羅計算機模擬來確定數據中的不確定性如何轉化為結果中的不確定性。
Marshall表示，這些數字中最大的不確定性集中在恐龍生態的確切性質上，其中包括溫血霸王龍是怎樣的。這項研究的依據是來自加州大學聖巴巴拉分校的John Damuth發表的數據，該數據將活體動物的體重跟動物數量密度聯系起來，這一關系被稱為Damuth法則。他稱，雖然這種關系很緊密，但生態差異會導致具有相同生理和生態位的動物的種群密度發生巨大變化。比如美洲虎和鬣狗的體型差不多，但鬣狗在它們棲息地的密度卻是美洲虎的50倍。
Marshall表示：「我們的計算依賴於活體動物的體重和他們的數量密度之間的這種關系，但這種關系的不確定性跨越了兩個數量級。令人驚訝的是，我們估計的不確定性主要來自生態變化，而非來自我們使用的古生物學數據的不確定性。」
作為計算的一部分，Marshall選擇將霸王龍視為一種能量需求介於獅子和地球上最大的蜥蜴科莫多龍之間的食肉動物。
關於霸王龍在生態系統中所處位置的問題讓Marshall和他的團隊忽略了幼年霸王龍，它們在化石記錄中所占的比例不足，事實上，它們可能跟成年霸王龍分開生活並追捕不同的獵物。當霸王龍進入成熟期，它的下顎強大了一個數量級，這使得它能夠咬碎骨頭。這表明幼年霸王龍和成年霸王龍吃的是不同的獵物，它們相當於幾乎是不同的捕食者。
這種可能性得到了新墨西哥大學進化生物學家Felicia Smith最近的一項研究的支持。該研究假設，在白堊紀晚期，中型食肉動物的消失跟大型食肉霸王龍的消失是因幼年霸王龍占據了這個生態位引起。
對此，加州大學伯克利分校的科學家們從科學文獻和同事們的專業知識中尋找數據估算出霸王龍性成熟的可能年齡為15.5歲、最長壽命可能為20多歲、成年後的平均體重–所謂的生態體重–約為5200公斤。另外他們還使用了關於霸王龍一生中成長速度的數據得出結論：它們在性成熟前後有一個快速成長階段，在這個階段里，它們可以長到約7000公斤重。
根據這些估算，研究人員還計算出–每一代恐龍生存持續約19年，平均數量密度約為每100平方公里有一隻恐龍。
然後，他們估算出霸王龍的總地理范圍約為230萬平方公里，並且這個物種存活了約250萬年，他們計算出霸王龍的常住數量規模為2萬。這個物種一共生活了約12.7萬代，也就是說總共有25億個體。
在這個物種的歷史上出現了如此多的後幼年恐龍，更不用提那些幼年恐龍的數量可能會更多，那麼這些骨頭都去哪兒了呢？古生物學家發現的這些個體的比例到底又是多少呢？截止到目前，只發現了不到100隻霸王龍，它們很多都只有一塊骨頭化石。
Marshall指出：「如今，公共博物館里約有32隻保存相對完好的成年霸王龍。在所有曾經生活過的成年後，這意味著我們有約8000萬分之一的成年霸王龍。」
Marshall預計會有同行對大部分的數字吹毛求疵，但他相信他估算滅絕物種數量的計算框架是可行的且對估算其他化石生物的數量也是有用的。
「在某種程度上，這是一項古生物學研究，研究我們能知道多少以及我們是如何知道的。令人驚訝的是，我們對這些恐龍的了解是如此之多，從中我們還能計算出更多。我們對霸王龍的了解在過去幾十年里有了很大的擴展，這要歸功於更多的化石、更多的分析它們的方法以及在已知的多塊化石中整合信息的更好方法。」
Marshall還稱，研究人員以計算機代碼的形式提供的這個框架也為估算古生物學家在挖掘化石時可能遺漏了多少物種奠定了基礎。「有了這些數字，我們就可以開始估算出在化石記錄中，我們可能會丟失多少短命的、地理專門化的物種。這可能是一種開始量化我們不知道的東西的方式。」
來源：cnBeta
