产地：科普中国
制作人：秦自川（英国布里斯托尔大学）
监督：中国科学院计算机网络信息中心
漫画作者：紫子
（注：拉丁文名称应为斜体）
在中生纪，地球历史上着名的"巨人时代"，无论是在陆地上，在海洋中还是在天空中，它都被巨型恐龙，翼龙和海洋爬行动物统治。然而，在这些庞然大物的阴影下，各个角落的生态环境却是不同的景象。人们普遍认为，在半夜，那些隐藏的角落往往属于我们的人类祖先：一些小而毛茸茸的哺乳动物。它们在温暖的日子里很难与巨大的凶猛恐龙竞争，只有凭借自身的恒温优势，在夜间发展出五种感官才能突破世界。
恐龙时代生态修复地图 （图片：http://www.gxmuou.com/jiankang/19218.html）
近几十年来，中国北方大量的有羽毛恐龙化石，揭示了另一个多样化和繁荣的恐龙群体，我们熟悉的偷手龙，鸟类的祖先和远亲。偷手的龙最终进化成了一根鸟的树枝，体型不仅没有继续变大，反而越来越轻，甚至带着空心的骨头和飞翔的翅膀，最终征服了天空。鸟类家族的其他远房亲戚，如偷猎蛋、镰刀龙和类鸟龙，仍然不可避免地卷入白垩纪时期激烈的"军备竞赛"，在选择和选择的成长中，最终出现的几种类型在体型上甚至可以与霸王龙成员相媲美， 如"蒙古恐龙三人组"、龙、镰刀龙和恐惧症龙。
两种著名的巨型动物脚恐龙，战士霸王龙巴塔尔和形镰刀龙 Therizinosaurus Cheloniformis （照片： Raul Martin ）
然而，并不是所有非鸟类恐龙都走上了大规模的大尺度之路，一种神秘的小恐龙阿尔瓦雷斯龙，而是走上了遥远的鸟类的小型化之路，甚至成为最小的非鸟类恐龙。阿尔瓦雷斯不如他更著名的"亲戚"那么出名，他们的生活远离"世界的喧嚣"。
其实，阿尔瓦雷斯长可以说来自著名的门。关于阿尔瓦雷斯龙的最早报道来自上个世纪阿根廷最著名的恐龙猎人，古生物学家何塞·波拿巴。这位科学家与拿破仑同名，是世界上报道最多的恐龙属之一，被他的同龄人称为"中生代大师"。
虽然阿尔瓦雷斯没有得到太多的媒体和公众关注，但它一直是研究动物脚恐龙的热点之一。它们的身体结构很奇怪，体型演变成一个谜，食物和生态位置也有很多种观点，甚至属于什么样的恐龙这个基本问题就是一波三折。它们后肢细长，但前肢又短又粗，后来的成员只有一个巨大的指爪，但没有人知道他们做了什么。有人猜测它们是洞穴动物;还有一些人认为他们接近今天的食蚁兽，用前肢挖掘堡垒;还有一些学者认为他们是真正的偷蛋恐龙，但没有明确的说法。因此，阿尔瓦雷斯龙也被古生物学家和爱好者称为"神秘恐龙"。
鹰嘴豆单爪龙和它们极其专业化的短粗"小手"（图片来源：维基百科，作者已修改）
自2010年以来，由中国科学院古脊椎动物与古人类学研究所研究员徐兴领导的国际研究小组研究并报道了许多重要的类似阿尔瓦雷斯的化石材料。来自中国、英国、美国和南非的科学家多年来一直在研究这些珍贵的材料，今年，两项关于阿尔瓦雷斯龙的新研究发表在《科学与当代生物学》杂志上，逐渐揭开了恐龙的神秘面纱。
<h1级"pgc-h-right-arrow">听六个小耳朵，大眼睛在各个方向</h1>
阿尔瓦雷斯龙是什么样的恐龙？古生物学家一直对这种奇怪的小动物感到好奇，以了解这种轻盈而敏捷的小动物是如何在怪物环，异常危险的白垩纪中幸存下来的。
南非大学的古生物学家Jonah Jonier教授也是已知最早的阿尔瓦雷斯龙恐龙发现者，他也对这个问题感兴趣。在观察了许多动物脚恐龙的头骨后，他突然想起了他所报道的最早的阿尔瓦雷斯龙，灵巧，单手龙的头骨，似乎与其他兽脚龙的头骨略有不同：简单的龙有一个异常大的眼睛。乔纳教授很快观察并测量了其他几个阿尔瓦雷斯龙一样的眼窝的大小，发现这种"大眼睛"在这样的小恐龙中是如此普遍！
他们的研究将阿尔瓦雷斯龙状眼窝的相对大小数据与现存鸟类，蜥蜴和其他动物脚足恐龙的数据进行了比较，并惊讶地发现早期和晚期阿尔瓦雷斯龙都有不成比例的大眼睛，这一比例甚至可以与典型的夜间鸟类和蜥蜴进行比较，远远大于大多数大型恐龙。为什么这些小恐龙有大眼睛？这很简单，因为大眼睛可以让动物在光线充足的野外看到它们的猎物和敌人，就像猫头鹰在夜间捕食老鼠一样。
沙漠鸟脸龙的头骨表明它们有一双大眼睛，因此它们在夜间微弱的光线下可以有更好的视力。（图片来源：Mick Ellison/American Museum of Natural History）
为了在白垩纪时期的残酷生存斗争中生存下来，猫头鹰本身可能没有足够的视力和灵敏的听力。Jonah教授带领一组研究人员对保存完好的阿尔瓦雷斯龙的头骨化石进行了高精度CT扫描，发现阿尔瓦雷斯的泰隆专业化不仅仅是视觉。两个完整的颅骨化石的耳朵区域显示出清晰的人工耳蜗结构，阿尔瓦雷斯的龙和猫头鹰一样，被发现具有直径较大的人工耳蜗管。这表明了一个非常有趣的现象，表明阿尔瓦雷斯龙不仅具有高度适应低光照条件的视觉系统，而且还具有可以保持静音的强大听觉系统。
沙漠鸟脸龙的生态恢复地图，在黑暗中狩猎昆虫（维克多·雷德梅克，https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/）
Jonah教授的团队发表在世界知名学术期刊《科学》上的工作表明，阿尔瓦雷斯龙，无论是早期还是晚期，都有一种高度发达的敏感感，只存在于夜间动物身上。阿尔瓦雷斯可能是一种完全适应夜间生活的小动物，它也可以避开白天出没的大型食肉恐龙，并且可以利用敏感的感官在黑暗中寻找昆虫作为食物。这种夜间假设也与之前关于阿尔瓦雷斯的龙穴居或食虫自然的假设相吻合，因为许多穴居动物或食虫动物大多在夜间活跃。
<h1级"pgc-h-right-arrow">生活不易，小避</h1>
阿尔瓦雷斯龙的另一个重要特征是它们特别小，有些成员甚至是最小的非鸟类恐龙。例如，它被发现在中国河南省张氏西部。
峡谷爪龙，大鸽子的大小只有一样大。
（漫画作者：Tzi）
Jonah教授和研究员徐兴共同报道了一条生活在侏罗纪晚期的灵巧，单手龙。虽然在中观世代这个"龙时代"并不抢眼，但从龙的大小相对于它们的后代来说，可以算是一只巨人，长两到三米，体重接近50公斤。在地球的另一端，阿根廷的巴塔哥尼亚高原，一些白垩纪晚期的阿尔瓦雷斯龙已经报道过，最大的代表体型，长近三米，体重可达50-70公斤。然而，到白垩纪末期，世界各地几乎所有报道的阿尔瓦雷斯龙类成员都变得非常"迷你"。发生了什么突然让这种恐龙变小了？
首先要回答的问题是，这些小恐龙是真的吗？有人怀疑这些小尺寸的阿尔瓦雷斯龙实际上是未成年个体。为了解决这个问题，有必要使用骨组织学研究方法。骨变性学是通过切除股骨等长骨来研究这些切片上记录的与个体发育相关的微观结构，这可以用作估计不同标本个体发育的证据，从而消除了幼年个体对体型估计的负面影响。在过去的十年中，古生物学家在中国发现了十几个重要的阿尔瓦雷斯龙化石标本，从侏罗纪到白垩纪末期，使广泛的骨学研究成为可能。
近日，来自中国、英国、美国和南非的科学家在世界知名学术期刊《当代生物学》（Current Biology）上发表了一篇关于阿尔瓦雷斯龙的骨组织学、体型估计和体型进化的研究。在骨骼学的基础上，科学家们构建了一个类似阿尔瓦雷斯的"成人体重数据集"，成功地排除了年轻人的影响。基于这个新的体重数据集，他们使用了宏观进化领域的几种最新的祖先状态恢复方法来研究整个阿尔瓦雷斯龙物种的整体体型进化趋势。
阿尔瓦雷斯骨骼水文学，体重的宏观演变和多样性趋势（秦自川为插图）
宏观演化研究是一种大时间尺度的进化研究，它不关注每个物种的细节和特征，而是关注大规模的趋势和趋势。通过基于不同数学方法的祖先状态恢复方法，尝试探索"未被调和的过去"。该研究恢复了阿尔瓦雷斯龙进化树中祖先节点的重量状态，并估计所有阿尔瓦雷斯龙的共同祖先体重约为23公斤。
整个阿尔瓦雷斯龙级的小型化是单一来源，主要在1.1亿至8500万年前，变化非常快，在短时间内损失了两个数量级以上。随着它们尺寸的缩小，物种多样性显着增加，是小型化前的三倍多。科学家们还介绍了一种进化模型测试方法，通过比较不同的模型拟合数据，发现小型化过程实际上是一个人类的"跳跃"过程。在1.1亿到8500万年前，阿尔瓦雷斯龙的体重突然从5-50公斤（一种典型的中小型动物足类恐龙）缩小到0.5-5公斤的非常小的体重范围。
阿尔瓦雷斯的许多远房亲戚越来越大的原因是什么？一个相当可能的猜测是，阿尔瓦雷斯龙已经发生了吃食物的转变。
有趣的是，在生物世界中，这种"飞跃"通常与特定的进化事件有关，即"飞跃"的一个或多个原因的存在。阿尔瓦雷斯龙级的原因是什么？
一个更可能的猜测是，在这段时间里，阿尔瓦雷斯龙经历了吃食物的转变。以前对阿尔瓦雷斯龙的解剖学研究表明，这些恐龙具有许多与今天的食蚁兽相似的形态特征，例如笔直，厚实的前肢手指爪，短而非常强壮的前肢骨，以及前牙的间隙吻部（这为细长的舌头提供了空间来染色食蚁兽）。此外，根据对活体动物的研究，由于能量传递效率的限制，一心一意的食虫会将动物的大小限制在非常小的范围内，这也从另一个角度和研究发现，阿尔瓦雷斯恐龙"飞跃"了小型化。
基于阿尔瓦雷斯龙的解剖学特征，此前一直推测阿尔瓦雷斯龙可能有食蚁兽，但最早的阿尔瓦雷斯龙化石记录出现在侏罗纪晚期，早于以白蚁为代表的真实社会性昆虫广泛分布的时代，无法及时对应。这项研究证明，阿尔瓦雷斯龙的小型化过程可能是一个快速的小型化过程，伴随着生态位从肉/杂食性到食虫的转变，也与真正的社会性昆虫的适应性辐射相吻合，进一步支持了晚期小阿尔瓦雷斯龙可能是排他性食蚁兽的观点。当然，需要更多的功能和生态证据来证明阿尔瓦雷斯龙的赌注假说。
四条具有代表性的阿尔瓦雷斯龙，单倍体龙（侏罗纪晚期，左），Patagonykus puertai（白垩纪晚期，中上部），Linhenykus monodactylus（白垩纪晚期，中下部）和Bannykus wulastensis（白垩纪早期，右下）的生态恢复图显示了阿尔瓦雷斯恐龙在不同进化阶段的大小和饮食差异。（图片来源：韩志新）
引用：
1 Choiniere， J. N. et al.兽脚亚目恐龙的视觉和听觉模式的进化。科学 372， 610-613 （2021）.
2 秦忠等阿尔瓦雷兹龙类恐龙的生长和小型化。当前生物学