top of page

懷俄明厚頭龍(Pachycephalosaurus wyomingensis)

  • 作家相片: Rodrigo
    Rodrigo
  • 7月15日
  • 讀畢需時 6 分鐘

懷俄明厚頭龍(Pachycephalosaurus wyomingensis)生命復原圖。(圖片來源:Fred Wierum,採用 CC BY 4.0 授權。)
懷俄明厚頭龍(Pachycephalosaurus wyomingensis)生命復原圖。(圖片來源:Fred Wierum,採用 CC BY 4.0 授權。

年代

白堊紀(馬斯垂克期)

70–66 Ma





生物學分類

界:動物界 Animalia

門:脊索動物門 Chordata

綱:蜥形綱 Sauropsida

目:鳥臀目 Ornithischia

科:厚頭龍科 Pachycephalosauridae

屬:厚頭龍屬 Pachycephalosaurus

種:懷俄明厚頭龍 Pachycephalosaurus wyomingensis

形態描述

懷俄明厚頭龍(Pachycephalosaurus wyomingensis)是厚頭龍科中體型最大的成員,生活在距今約 7,000 萬至 6,600 萬年前的晚白堊紀馬斯垂克期。牠們的化石主要發現於北美洲西部的海爾河組(Hell Creek)、蘭斯組(Lance)與斯科勒德組(Scollard)等沉積層。雖然牠們的名聲顯赫,但由於化石多侷限於極度厚實的頭骨、骨盆及少量四肢碎片,人類對其完整解剖結構的了解仍多仰賴其近親(如蒙古的傾頭龍Prenocephale或平頭龍Homalocephale)來復原。根據估計,成年厚頭龍的體長可達 4.5 公尺,體重約在 370 至 450 公斤之間。


懷俄明厚頭龍比例對照圖。(圖片來源:Megaraptor-The-Allo,CC0 1.0 公共領域。)
懷俄明厚頭龍比例對照圖。(圖片來源:Megaraptor-The-Allo,CC0 1.0 公共領域。)

厚頭龍最引人注目的特徵是其顱頂隆起、厚度可達 22 至 25 公分的骨質圓頂,這構造由額骨與頂骨癒合而成。圓頂周邊長有骨質結節,特別是在鱗骨(squamosal)與後眶骨(postorbital)上更為明顯。近年來的組織學研究(如 Horner 與 Goodwin 於 2009 年的研究)提出了一個震驚古生物學界的觀點:傳統上被視為不同屬種的「龍王龍」(Dracorex)與「冥河龍」(Stygimoloch),實際上分別是厚頭龍的幼年與亞成年階段。這種極端的生長發育(Ontogeny)顯示,幼年期的厚頭龍頭頂扁平且長有尖銳的長角;隨著牠們成熟,圓頂會透過「化生骨」(metaplastic bone)快速隆起增厚,而原本顯眼的長角則會被重新吸收重塑,最終在完全成年個體上退化為圓鈍的結節



曾經被認為是其他厚頭龍科成員的恐龍AMNH 1696(綠)、UCMP 556078(黃)、冥河龍(Stygimoloch)(紫)、龍王龍(Dracorex)(紅)。(圖片來源:Matt Martyniuk,採用 CC BY-SA 3.0 授權。)
曾經被認為是其他厚頭龍科成員的恐龍AMNH 1696(綠)、UCMP 556078(黃)、冥河龍(Stygimoloch)(紫)、龍王龍(Dracorex)(紅)。(圖片來源:Matt Martyniuk,採用 CC BY-SA 3.0 授權。)



厚頭龍類的顱骨比較圖。成年厚頭龍(上排A、B)、幼年厚頭龍(二排C、D)、冥河龍(三排E、F)、龍王龍(下排G、H)。(圖片來源:John R. Horner, Mark B. Goodwin - Horner JR, Goodwin MB,採用 CC BY 3.0 授權。)
厚頭龍類的顱骨比較圖。成年厚頭龍(上排A、B)、幼年厚頭龍(二排C、D)、冥河龍(三排E、F)、龍王龍(下排G、H)。(圖片來源:John R. Horner, Mark B. Goodwin - Horner JR, Goodwin MB,採用 CC BY 3.0 授權。)

在面部解剖上,厚頭龍的頭骨較短,擁有大而圓且朝向前方的眼眶,顯示其具有雙眼視覺,能提供良好的深度感。其眼眶區域在爬行動物中極其罕見地達到了完全骨化,並具有三種規則的眼眶副骨化(accessory orbital ossifications),使鼻腔與眼眶完全分隔,這在構造上更趨近於現代的鳥類與哺乳類。


厚頭龍頭骨化石。(圖片來源:Rodrigo,於東京都國立科學館拍攝。)
厚頭龍頭骨化石。(圖片來源:Rodrigo,於東京都國立科學館拍攝。)

此外,腦殼的電腦斷層掃描顯示厚頭龍擁有巨大的嗅球,這代表牠們具備極其敏銳的嗅覺,可用於偵測掠食者或尋找食物。牠們的吻部較長,前上頜骨與上頜齒列間存在一個深長的齒間隙(diastema)。牙齒具有明顯的異型齒特徵:前上頜齒呈類似犬齒的尖銳狀,可能用於抓握;上頜齒則呈葉狀且具有複雜的研磨面,適合切割種子、果實或柔軟的植物葉片。


厚頭龍頭骨復原複製品。(圖片來源:Rodrigo,於國立台灣博物館拍攝。)
厚頭龍頭骨復原複製品。(圖片來源:Rodrigo,於國立台灣博物館拍攝。)


厚頭龍被認為是雙足行走的動物。為了支撐沉重的頭部,牠們的頸部肌肉非常發達,可能呈 S 形或 U 形。其背椎具有特殊的「舌槽式」(tongue and groove)關節結構,這大幅增加了脊柱的剛性,限制了行走時的側向晃動。


厚頭龍全身骨架復原。(圖片來源:IJReid,採用 CC BY 4.0 授權。)
厚頭龍全身骨架復原。(圖片來源:IJReid,採用 CC BY 4.0 授權。)

為了容納龐大的消化系統以發酵高纖維的植物,厚頭龍的腹部、髖部與尾巴基部都非常寬闊。牠們的尾部後三分之二被密集的骨化肌腱網包裹,形成所謂的「尾籃」(caudal basket),使尾巴變得極為僵硬,在快速奔跑或站立休息時能起到絕佳的平衡作用。


厚頭龍全身骨架復原,深色部分為已發現化石,白色為預測。(圖片來源:Rodrigo,於東京都國立科學館拍攝。)
厚頭龍全身骨架復原,深色部分為已發現化石,白色為預測。(圖片來源:Rodrigo,於東京都國立科學館拍攝。)

學名詞源

屬名(Pachycephalosaurus), 來源於希臘語,「pachy」意為「厚的」,「kephale」意為「頭」,「sauros」意為「蜥蜴」,合稱「厚頭龍」。


種名(wyomingensis), 意指該標本的發現地——美國懷俄明州(Wyoming)。

生物描述

厚頭龍的分類與命名史充滿了曲折。最早的化石紀錄可追溯至 1872 年,當時美國古生物學家 Leidy 根據一塊具有結節的骨骼碎片命名了 Tylosteus ornatus,但當時這塊骨頭被誤認為是某種爬行動物的皮內成骨(裝甲)。直到一個世紀後的 1979 年,Baird 與 Horner 重新鑑定,確認該標本實際上是厚頭龍頭骨後方的鱗骨。


懷俄明厚頭龍的正模標本。(圖片來源:Michael Brett-Surman,CC0 1.0 公共領域。)
懷俄明厚頭龍的正模標本。(圖片來源:Michael Brett-Surman,CC0 1.0 公共領域。)

厚頭龍屬名的正式確立則始於 1931 年,Gilmore 描述了來自懷俄明州蘭斯組(Lance Formation)的局部頭骨,並將其命名為「懷俄明傷齒龍」(Troödon wyomingensis)。1943 年,Brown 與 Schlaikjer 正式建立了厚頭龍屬(Pachycephalosaurus),並將多個標本歸入此屬。近年來,組織學研究更進一步證實,過去被認為是獨立屬種的「龍王龍」(Dracorex)與「冥河龍」(Stygimoloch),實際上分別是厚頭龍的幼年與亞成年階段,這項發現大幅簡化了晚白堊世北美洲的物種多樣性紀錄。


落磯山博物館藏三具頭骨模型,代表可能的生長階段。(圖片來源:Tim Evanson,採用 CC BY-SA 2.0 授權。)
落磯山博物館藏三具頭骨模型,代表可能的生長階段。(圖片來源:Tim Evanson,採用 CC BY-SA 2.0 授權。)

厚頭龍主要生活在距今約 7,000 萬至 6,600 萬年前的晚白堊世馬斯垂克期。牠們棲息於北美洲西部的河流平原、暖濕的亞熱帶森林及山地邊緣。在那個充滿挑戰的生態系中,厚頭龍與霸王龍(Tyrannosaurus rex)生存於同一地區,是當時掠食者可能的獵物之一。


在食性方面,雖然厚頭龍與大多數鳥臀目恐龍一樣是植食性動物,但牠們的牙齒構造顯示出其獨特性。牠們細小且邊緣呈鋸齒狀的葉狀齒適合切割植物的種子、果實與嫩葉。有趣的是,一些古生物學家根據其前部類似肉食恐龍的尖銳鋸齒狀牙齒推測,厚頭龍可能具備雜食傾向,會偶爾取食昆蟲或小型獵物,這種食性在當代的鳥臀目恐龍中相對罕見。


關於厚頭龍那厚達 25 公分的骨質圓頂,科學界曾有過長期的爭論:究竟圓頂是用於視覺展示(如吸引配偶或識別物種),還是真正的戰鬥武器?。


厚頭龍鬥爭想像圖。(圖片來源:Ryan Steiskal,採用 CC BY 3.0 授權。)
厚頭龍鬥爭想像圖。(圖片來源:Ryan Steiskal,採用 CC BY 3.0 授權。)

最新的病理學研究為此提供了關鍵性證據。科學家對大量厚頭龍圓頂進行了系統性調查,發現約 22% 的圓頂標本上留有骨骼損傷的痕跡。這些損傷包含由外傷引發的慢性骨髓炎(osteomyelitis)導致的凹陷與病灶,且創傷位置高度集中在圓頂的頂端。


編號(BMRP)標本頭骨上的凹陷。(圖片來源:Joseph E. Peterson, Collin Dischler, Nicholas R. Longrich,採用 CC BY 3.0 授權。)
編號(BMRP)標本頭骨上的凹陷。(圖片來源:Joseph E. Peterson, Collin Dischler, Nicholas R. Longrich,採用 CC BY 3.0 授權。)

這種損傷模式與現代會進行頭部衝撞行為的羊類,如大角羊(Ovis canadensis)所產生的骨骼創傷驚人地相似。這強烈支持圓頂是種內競爭(如保衛領地或爭奪配偶)中的強力衝撞武器。更有力的證據在於,那些代表幼年或雌性的「扁平頭部」標本中,完全沒有發現類似的病理損傷,顯示這種撞擊行為主要發生在已發育出完整圓頂的成年個體之間。因此,厚頭龍的圓頂不僅是身分的象徵,更是牠們在晚白堊世荒野中爭奪地位的「鐵頭功」利器。


厚頭龍頭骨挫傷想像。(圖片來源:Ryan Steiskal,採用 CC BY 3.0 授權。)
厚頭龍頭骨挫傷想像。(圖片來源:Ryan Steiskal,採用 CC BY 3.0 授權。)

作者:Rodrigo

參考文獻

  • Galton, P. M., & Sues, H. D. (1983). New data on pachycephalosaurid dinosaurs (Reptilia: Ornithischia) from North America. Canadian Journal of Earth Sciences, 20(3), 462–472.

  • Giffin, E. B., Gabriel, D. L., & Johnson, R. E. (1987). A new pachycephalosaurid skull (Ornithischia) from the Cretaceous Hell Creek Formation of Montana. Journal of Vertebrate Paleontology, 7(4), 398–407.

  • Goodwin, M. B., & Evans, D. C. (2016). The early expression of squamosal horns and parietal ornamentation confirmed by new end-stage juvenile Pachycephalosaurus fossils from the Upper Cretaceous Hell Creek Formation, Montana. Journal of Vertebrate Paleontology, 36(2), e1078343.

  • Goodwin, M. B., & Horner, J. R. (2004). Cranial histology of pachycephalosaurs (Ornithischia: Marginocephalia) reveals transitory structures inconsistent with head-butting behavior. Paleobiology, 30(2), 253–267.

  • Horner, J. R., & Goodwin, M. B. (2009). Extreme cranial ontogeny in the Upper Cretaceous dinosaur Pachycephalosaurus. PLoS ONE, 4(10), e7626.

  • Maryańska, T., & Osmólska, H. (1974). Pachycephalosauria, a new suborder of ornithischian dinosaurs. Palaeontologia Polonica, (30), 45–102.

  • Peterson, J. E., Dischler, C., & Longrich, N. R. (2013). Distributions of cranial pathologies provide evidence for head-butting in dome-headed dinosaurs (Pachycephalosauridae). PLoS ONE, 8(7), e68620.

  • Peterson, J. E., & Vittore, C. P. (2012). Cranial pathologies in a specimen of Pachycephalosaurus. PLoS ONE, 7(4), e36227.

  • Pisani, D., Yates, A. M., Langer, M. C., & Benton, M. J. (2002). A genus-level supertree of the Dinosauria. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 269(1494), 915–921.

  • Paul, Gregory S. The Princeton Field Guide to Dinosaurs. Princeton, NJ: Princeton University Press. 2010: 244. ISBN 978-0-691-13720-9.




喜歡這篇文章嗎? 贊助《演化之聲》可以讓我們持續生產更多有趣的生物文章






留言


bottom of page