本文整理自“科际穿越·科创校长空间站”科学新年大会暨腾讯科技之夜古生物学家、科普作家邢立达演讲内容《跟我一起追踪恐龙》

恐龙，这些曾统治地球数千万年的巨兽，至今依然激发着人类无尽的好奇与热爱。尽管它们在6600万年前的白垩纪末期灭绝，但通过恐龙足迹化石，我们得以窥见它们曾经的生活场景和行为模式。
影视作品中的恐龙生活场景

这些足迹不仅是古生物学研究的重要依据，也是连接现代人与远古世界的桥梁，有些人，甚至吃一顿饭的功夫就能顺手发现恐龙脚印，缘分就是如此奇妙。（看吃饭发现脚印的故事，请自行至跳转文章最后一部分~）

本文将带您深入探讨恐龙足迹学的魅力与重要性，揭示这一领域的最新发现与未来发展。

恐龙足迹学：古生物学的“时间胶囊”

恐龙足迹学是研究恐龙足迹及其形成、保存和意义的科学。这一学科结合了沉积学、古生物学、遗迹学和运动学等，通过分析恐龙留下的足迹，科学家们能够判断造迹恐龙的种类，重建恐龙的生活习性、行为模式以及当时的环境条件。
相比于的恐龙骨骼化石，足迹化因为特定的沉积环境，如洪泛平原或湖泊边缘，一旦发现而更容易呈现规模化的保存。这些足迹化石记录了恐龙当时的具体行为，如行走速度、步态甚至社交行为。
在巴西的帕拉伊巴州巴索阿盆地的Passagem das Pedras，发现了一条长长的鸟臀目恐龙足迹道，保存于下白垩纪洪泛平原的沉积物中。| 来源：Ismar de Souza Carvalho

从现代动物足迹看恐龙足迹

理解恐龙足迹的一个关键方法是通过对现代动物足迹的观察与分析。比如，我们日常生活中常见的小狗和小猫的足迹，通过其独特的形态特征，可以帮助我们更好地理解和辨认恐龙的足迹。
小狗和小猫的足迹

小狗与小猫足迹的辨识

小狗的足迹通常呈现两列对称的爪痕，前后爪之间距离较近，且脚跟部分呈现两瓣结构。这些特征使得小狗的足迹在雪地或泥泞中尤为明显。
犬类足迹的解剖学特征
而小猫的足迹则有所不同，前两趾参差不齐，脚跟部分呈现三瓣结构，并且前半部分还有一双瓣的凹。我们就是靠这些形态学的差别来辨认出现代动物的足迹，恐龙足迹的识别也是如此。
猫科动物的爪垫解剖结构展示
通过掌握这些基本的辨识方法，科学家们能够更准确地分析和解读古代恐龙留下的足迹，从而还原它们的真实生活场景。

恐龙的存在：从足迹到定义

“恐龙真的存在过吗？”这是许多人在接触恐龙科普时会问的一个有趣问题。答案是：当然存在！恐龙不仅真实存在过，它们的遗迹还广泛分布在全球各地。
通过化石和足迹，我们可以清楚地追溯到这些远古巨兽的踪迹。例如，在中国的甘肃、山东、北京，四川，甚至西藏的山区，我们都发现了恐龙的化石或足迹。
但像上海这样的城市，目前尚未发现恐龙遗迹，这主要是由于该地区的地质条件和人类活动频繁，恐龙化石保存较为稀少。然而，许多城市所在的地层中包含了恐龙时代的沉积物，这为未来的发现提供了潜在的可能性。
更有趣的是，恐龙并未完全从地球上消失。小学课文《飞上蓝天的恐龙》里提到过一个关键事实：现生的鸟类其实就是恐龙的后代。科学家通过研究发现，所有的鸟类都可以追溯到兽脚类恐龙——一种起源于晚三叠世（约2.3亿年前）并延续至白垩纪末期（约6600万年前）的恐龙群体。也就是说，今天飞翔在天空中的鸟类，是恐龙以另一种形式延续生命的证据。
那么，什么是恐龙？根据系统发生学的定义，恐龙（Dinosauria）属于主龙类，恐龙包括了蜥臀目（Saurischia）和鸟臀目（Ornithischia）两大类。恐龙的骨骼和生物学特征使它们与翼龙、鳄鱼和蜥蜴等其他古生物有着显著的区别。换句话说，翼龙不是恐龙，鳄鱼也不是恐龙，但鸟类是。这一科学定义帮助我们更清晰地理解恐龙的分类与演化关系。

从这些遗迹到科学定义，恐龙的存在不仅得到了确凿的证据，还让我们对地球上生命的演化充满了更多的好奇心。它们的足迹和化石，既是过去的标记，也连接了我们与地球远古时代的联系。

恐龙足迹学的科学意义

恐龙的社会行为与生态习性

通过分析恐龙足迹的排列和分布，科学家们能够推测出恐龙的社会行为。例如，若在同一地层中发现多个恐龙足迹呈并列关系，可能表明这些恐龙是群居动物，具有一定的社交行为。此外，足迹的密集程度和行进方向也可以反映出恐龙的迁徙模式和栖息地选择。
蜥脚类恐龙群居的直接证据，便是来自恐龙足迹学

罕见的病理性恐龙行迹

恐龙足迹不仅仅是它们日常生活的印记，它们有时还能够透露出关于恐龙健康状态和病理学的意外信息。通过分析这些“病理性足迹”，科学家们能够了解恐龙在遇到伤病时的生存方式以及它们如何应对身体上的不适。
在研究恐龙足迹时，科学家们偶尔发现一些不寻常的足迹模式，尤其是当恐龙某个部位受伤时，这些足迹展现出明显的异常。
例如，如果一只恐龙的前肢受伤，它在行走时会不自觉地缩起受伤的前肢，仅依靠健全的肢体支撑身体前进。这种现象与我们熟知的现代动物伤后行为类似——就像当一只狗的前肢受伤时，它会避免使用那只受伤的爪子，而将重心转移到身体的中线。这种“非对称”的足迹模式为科学家们提供了宝贵的线索，帮助他们理解恐龙如何应对伤病。
足迹形态的异常变化显示，
恐龙可能因肢体受伤或疾病而改变步态

巨型与微型恐龙足迹的奥秘

在恐龙足迹的研究中，最大的恐龙足迹常常引发公众的极大兴趣。现有记录中，最大的恐龙足迹长度约为1.75米（175厘米），这一巨大的尺寸令人叹为观止。
这些足迹之所以如此庞大，部分原因在于当时恐龙体型已经达到或接近了陆生动物的物理极限。例如，某些庞大的植食性恐龙，如阿根廷龙，体长可达30—40米，其巨大的体重和体积在行走时留下了深刻的足迹。这些足迹不仅展示了恐龙的庞大身形，还为科学家们提供了推测其步态和行走速度的重要依据。
最大的恐龙足迹1.75米
有趣的是，最大的食肉恐龙——霸王龙 Tyrannosaurus rex 留下的足迹也十分壮观，最长的足迹记录约为93厘米。这些足迹反映出霸王龙作为顶级掠食者，其强大的后肢力量和迅猛的移动能力。
与巨型植食性恐龙不同，霸王龙的足迹通常更加深陷且具备明显的抓的特征，这表明它们在猎食时需要强大的支撑力和快速地移动速度。此外，霸王龙的足迹还透露出其步态的稳定性和协调性，进一步证明了其作为顶级掠食者的生存优势。
霸王龙 Tyrannosaurus rex 足迹
相比之下，恐龙足迹中也存在极为罕见的微型足迹。例如，某些小型兽脚类恐龙留下的足迹仅约1厘米左右，这些微小的足迹可能属于体型较小、生活习性不同的恐龙种类。这类微型足迹通常出现在较为湿润和细腻的沉积环境中，显示出这些小型恐龙在活动时的轻盈和灵活。
这不仅丰富了我们对恐龙多样性的认识，也提示科学家们在研究恐龙生态系统时需要考虑不同体型恐龙的共存与互动关系。
恐龙足迹的巨大与微小不仅展示了恐龙世界的多样性，也揭示了它们在生态系统中的不同角色。大型恐龙往往在生态系统中扮演着重要的调节者角色，维持植被的平衡和生态链的稳定；而小型恐龙则可能充当生态系统中的分解者或捕食小型昆虫，促进物质循环和能量流动。这种体型上的差异反映了恐龙在漫长演化过程中适应不同环境和生态位的智慧。

中国恐龙足迹的重要发现

四川昭觉的恐龙游泳足迹

四川昭觉地区是亚洲保存最完好的恐龙游泳足迹发现地之一。这些足迹显示，恐龙在水中活动时，脚印会变成长而直的线条，爪子的末端会扒拉地面，留下独特的痕迹。这一发现不仅证明了某些恐龙具备游泳能力，还为研究它们在水中的生活方式提供了宝贵的线索。
恐龙游泳足迹示意图(通过足迹深浅变化和拉长的爪痕形态，可以推断恐龙在涉水和游泳时的水深及其行为模式，为古代水域环境的重建提供关键线索)
兽脚类恐龙游泳足迹化石 | 来源：见水印
昭觉的游泳足迹出土于一片古老的河流沉积层中，这些足迹的细节保存完好，科学家们通过分析足迹的形态和排列，推测出这些恐龙在涉水过程中如何协调步伐，甚至可以估算它们在水中的移动速度。此外，这些足迹的发现地点还揭示了当时该地区的水文环境，帮助我们更好地理解恐龙生活的生态系统。

重庆莲花保寨的“莲花印记”

在重庆的莲花保寨，科学家们发现了大量形似莲花的恐龙足迹。这些足迹实际上是由鸭嘴龙类等恐龙留下的，古人在宋朝时期就已经注意到了这些“莲花印记”，并赋予了它们神圣的意义。如今，通过先进的三维扫描技术，这些足迹得以精准保存，为我们揭示了恐龙时代的生态环境和行为模式。
莲花保寨的“莲花印记”足迹分布在多个地层中，每一层的足迹形态都有所不同，显示出恐龙在不同时间段的活动方式变化。
通过对这些足迹的详细分析，科学家们发现，这些恐龙可能在湿地环境中繁衍生息，足迹的形态也反映了当时的气候条件和植被覆盖情况。此外，这些足迹还展示了恐龙在水边觅食、迁徙或繁殖的活动，进一步丰富了我们对恐龙生态行为的认识。

公众参与，推动恐龙足迹学发展

来自儿童的发现

古生物学不仅是专业学者的领域，普通人也可以通过观察和好奇心，参与到恐龙足迹的发现中。例如，在四川，一位五岁的小朋友在听完相关讲座后，成功发现了一个珍贵的恐龙足迹。这一发现不仅填补了该区域的研究空白，也展示了儿童对科学的纯真热爱和卓越观察力。
这位小朋友的发现地点位于四川北部通江县毛浴镇的一个小村庄，那里地质条件适宜恐龙足迹的保存。通过细致的观察和敏锐的洞察力，小朋友在家附近的岩层上发现了一组奇特的足迹，认为是兽脚类恐龙所留。
经过科学家的验证，这些足迹确实属于白垩纪时期的恐龙。这一发现不仅丰富了当地的古生物学研究，也激励了更多的家庭和学校鼓励孩子们参与科学探索，培养他们的观察力和好奇心。

社交媒体的助力

社交媒体在现代恐龙足迹的发现中扮演了重要角色。一位先生在乐山大佛附近的餐厅吃饭时，因下雨积水在院子里发现了一串连续的足迹，随即将这一发现发布在朋友圈和微博上。
这一举动引起了学者的关注，最终证实这些足迹是恐龙所留下的。这不仅展示了社交媒体在科学传播中的巨大潜力，也鼓励更多人积极参与到古生物学的探索中。
社交媒体的即时传播和广泛覆盖，使得科学发现能够快速传播和共享。通过社交平台，更多的爱好者和普通人可以参与到恐龙足迹的发现和研究中来，形成了一个互动的科学社区。这种开放和共享的模式，不仅加速了科学研究的进程，也让更多的人感受到科学探索的乐趣和意义。
*本文由科学新年大会演讲内容整理而来
演讲者：邢立达 中国地质大学(北京)副教授
文稿撰写：杨帆 上海科技馆科学传播中心副研究馆员
编辑：一星期

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