发现了新的恐龙化石，如何知道ta的年龄？切大腿！

　　出品：科普中国

　　制作：秦子川　DinosaurX团队（中国科学院古脊椎动物与古人类研究所）

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心

　　关注恐龙研究的朋友们可能会发现，近年来很多恐龙研究论文，都会在文章中拿出一部分来展示一些色彩斑斓的“显微照片”。我们的都知道,恐龙大多是一些大家伙，那这些“显微照片”是从何而来呢？又有什么用处呢？

　　这种研究就是骨组织学。骨组织学是发源于现生动物研究的一种研究方法，简单来说，就是研究者采用切磨片或者其他方法，去观察动物骨骼的组织结构。和传统的形态学描述不同，骨组织学研究更加细微，往往是微米量级的结构。骨组织学能解决很多传统形态学不能解决的问题，其中之一就是化石的年龄问题。

　　骨组织学告诉我们恐龙的年龄

　　研究这些细微的结构，首先能直观的告诉我们的信息，就是恐龙的年龄恐龙的年龄，可以分为两种：相对年龄和绝对年龄。

　　1.相对年龄

　　相对年龄，用人类自身来举例子，“儿童”、“中年人”、“长者”等都可以用来描述一个人的年龄。在我们的研究中，我们用的是类似词语，称之为不同“个体发育阶段”，来描述相对年龄大小不同的恐龙个体。比较常用的，包括“胚胎期”“婴儿期”“幼年期”“亚成期”“成熟期”等。

　　那怎样得到恐龙的相对年龄呢？

　　首先是可以通过对恐龙化石本身的观察来进行判断。动物的个体发育过程，是会在它们的骨头之间，骨头表面留下痕迹的。随着恐龙逐渐成年，它们部分的骨骼之间会相互愈合，变得不再灵活。另外，幼年恐龙骨头外表面往往具有一种树皮状的纹理，这是骨骼发育早期的特征，也可以作为指示恐龙相对年龄的证据。

　　另外，相对年龄还有更浅显的得知方法。如果科学家发现了很多很多的某种恐龙化石，它们又大有小，就可以基于种群的年龄分布，去推断这些标本大致处于什么年龄阶段了。

　　2.绝对年龄

　　相对年龄，实际上可以说一种“老古董”的方法了。由这种年龄并不像“几岁”，“几十岁”的绝对年龄那么直观，在后续研究上，也不如绝对年龄的数字用起来方便。

　　这样看起来，绝对年龄对研究恐龙生活非常重要，可是恐龙灭绝这么久了，怎么恢复亿万年前恐龙的绝对年龄呢？

　　切大腿！

　　想必大家都在小学自然课本里面学过如何判断一棵大树的年龄，那就是锯开树干，计数年轮的数目。

　　实际上，这种每年一次的生长标记，也广泛的存在于包括恐龙在内的爬行动物当中。如果我们把恐龙的长骨（如大腿骨，小腿骨）切开，一样可以看到像树木年轮一样的环状结构，被称为“生长标记”，只需要计算有多少条“生长标记”就可以了。

　　当然，恐龙的“生长标记”研究起来还是要比年轮复杂一点。其中一个非常严重的问题就是，骨骼当中是有中空的髓腔的（骨髓腔，就是长骨中间的空腔，我们熟悉的“造血干细胞”就生活在骨髓腔里面），髓腔扩张不断侵蚀骨骼，因此骨骼内侧，先形成的骨质就连带着之前形成的“生长标记”一起被侵蚀掉了。这样，我们切开大腿，看到的“生长标记”数目，一般要比恐龙的绝对年龄小。

　　为了解决这个问题，古生物学家们引入了数学手段，根据一些现生动物的生长模型，反推被骨髓腔侵蚀的“生长标记”数目。一般模型是一些成熟的函数曲线，我们一般称之为恐龙的“生长曲线”。这种方法不但可以推算恐龙的年龄，还可以根据年龄和相关体重数据，计算恐龙的生长速率（体重增量/时间=生长速率）。这就是我们常听到的“霸王龙可以活xx年，每年都可以长大xx公斤”的研究来源。

　　骨组织学研究的发展前景

　　骨组织学可以很好的帮助人类了解恐龙的寿命，但这种方法也有他的局限性。恐龙化石材料非常珍贵，不是所有化石都可以进行组织学研究。有些恐龙化石非常稀少，种内只有一件，甚至不足一件标本，这样的化石，是很难进行骨组织学研究的（毕竟是破坏性试验，切了就没有了）；另一类情况，是一些化石在埋藏过程和化石化过程中，本身的矿物结构受到大规模的改造，外形上看起来是恐龙的“形状”，化石已经失去了恐龙的“成分”，这样的化石切开，就什么都看不到了。有一些恐龙，骨组织学研究进行的较多，科学家对他们的了解也更加充分。

　　最典型的例子，就是最有名的恐龙雷克斯暴龙。科学家通过对雷克斯暴龙的骨组织学研究，不但还原了它们的寿命，生活历史，还得到了它们的生长速度，解释了“暴龙为什么这么大？”这个每人孩提时候都感兴趣的问题。

　　骨组织学不仅可以知道恐龙的年龄，还能反应性别差异、生物力学功能等等问题，是学界热度很高的研究手段。希望在未来，能够有更多的恐龙化石接受骨组织学研究，让我们一探化石内部的究竟。