远看是一块普通白石头，切到30微米后，我们确信，这100%是大型恐龙化石
赵祺约 10 分钟编者按：
看到这个结构后，
我确定这个100%是恐龙化石，
而且是一种大型恐龙的化石。
以下视频来源于
格致论道讲坛
赵祺 · 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员
格致校园第65期 | 2026年7月24日 北京
大家好，我是赵祺。很高兴今天能在这里给大家分享藏在恐龙骨头里的秘密。
意外发现的恐龙化石
在正式讲述之前，请允许我分享一个小故事。两年前（2024年）的夏天，我们收到了香港特区政府的一个电话，他们说可能在香港东北部的一个小岛上发现了恐龙化石，但是他们不确定这是不是恐龙化石。
听到这个消息后，我们非常兴奋，因为以前从来没有听说过香港有恐龙化石。带着这样的兴奋劲，我们立刻飞到香港，来到了他们所说的疑似恐龙化石的发现地——一个小岛的岸边。
右下：香港赤洲岛
然而当看到他们所说的“恐龙化石”的时候，我们的内心是有点小失望的。因为我们同行的人中有好几位是研究恐龙的专家，大家都已经研究恐龙好多年了。当看到这个岩石里白白的一小块东西时，我们就想，这是化石吗？怎么看它都不像是化石。但是再仔细看，我们也不能确定它到底是不是化石。
既然从表面上看不到任何恐龙骨头的结构，那我们就试图在疑似恐龙骨头的岩石块里看能不能找到一些证据。于是我们就从这个岩石里面取了一小块，把它磨成了一个岩石切片。这个切片有多厚呢？大概是30微米，跟我们头发丝的直径差不多。只有磨到这样的厚度，我们才能通过显微镜的透射光看到它里面的结构。
现在大家看到的就是我在显微镜下看到的这个结构，它是一圈一圈的，这个结构我们称之为次级骨单位，这是一个非常典型的骨组织结构。
典型的来自恐龙的骨组织结构
看到这个结构后，我立即拿起电话打给我的同事，跟他们说：“我确定这个100%是恐龙化石，而且是一种大型恐龙的化石。”我们终于在香港找到了恐龙化石，也立即把这个好消息告诉了香港特区政府，他们也非常开心。
为什么这么开心呢？2024年是全世界正式发现恐龙的200周年，也是中国的龙年。在这个特别的年份里，我们在香港发现了第一个恐龙化石。于是我们和香港特区政府一起召开了一个发布会，在发布会上展示了我们发现的这个化石以及我们做的骨组织切片。其实在当时真正能够证明它是恐龙化石的，并不是左边的化石本身，而是我手上拿的这个小小的薄薄的切片。
群居、两足行走的恐龙？
我的主要工作就是研究这些骨头的切片，从而探寻恐龙骨头里面隐藏的秘密。说到我的研究，就可以回溯到20多年前，我在读研究生的时期。左边这个标本是我研究的第一件恐龙标本，它其实是一窝小恐龙。这一窝小恐龙有6个。如果我们仔细观察，就可以看到，虽然这6个恐龙的大小比较接近，但还是有一定差别的。
那么，我脑海中的第一个问题是，它们是不是同一岁的？它们的真实年龄是多少？说到年龄，我们很容易想到树的年轮。大家如果想知道树的年龄，可以通过计算树的年轮得知。
那么脊椎动物体内有没有类似这样的结构呢？我们发现翼龙及恐龙的切片里都含有类似的结构，我们把这样的结构称为生长停滞线。
这种生长停滞线是如何形成的呢？它其实是跟冬天有关系的。冬天的时候食物匮乏，它们生长比较缓慢，就会形成这样一根生长停滞线。每一根生长停滞线都代表着它度过了一个冬天。它有多少根生长停滞线，就代表着它度过了多少个冬天，也就是代表着它有多少岁。这样的理论基础，为我们后续探寻恐龙的年龄提供了有力的理论依据。
于是我们对那6个小恐龙都进行了详细的组织学切片工作。把它们切开后，我们来观察它们的显微结构。我们发现这6个个体其实是不同岁的，其中有一个是3岁，另外五个都是2岁。
这是一个非常有趣的科学问题。也就是说，这些幼年的小型鹦鹉嘴龙生活在一起，就像我们的小朋友们，哥哥姐姐带着弟弟妹妹一块生活。这就说明恐龙社会远比我们之前想象的要复杂，它也跟我们人类社会一样，会有不同年龄段的幼年个体群居现象。
在解决年龄问题的同时，我们又发现了另外一个问题。这四张照片分别来自同一个恐龙前肢的大臂和小臂，还有它后肢的大腿、小腿。我们发现了一个跟预想中完全不一样的特别结构，那就是我们在它的前臂里看到了很多生长速度非常快的组织学结构，在它的后肢却看到了一些生长速度并不是那么快的组织学构。
左上：肱骨（上臂）右上：股骨（大腿）
左下：桡骨（前臂）右下：腓骨（小腿）
图源：Zhao et al. 2013
也就是说，在恐龙个体幼年的时候，它前肢的生长速度比较快。但这其实跟我们在形态学上的一些观察不太一样，我们都知道这种小鹦鹉嘴龙前肢是短于后肢。
如何解释这个现象呢？我在思考这个问题时，脑子里又迸发出另外一个问题。这种小鹦鹉嘴龙到底是两足行走还是四足行走的？它是像霸王龙一样两足行走，还是像梁龙一样四足行走呢？这个问题困扰了我们做恐龙研究的人好多年，我们在形态学上一直都找不到一个特别明确的答案。
在研究的过程中，一个大胆的想法。就突然迸发在了我的脑子里。我在想，也许这两派说法都是对的，有可能这种鹦鹉嘴龙跟我们人一样，小时候是四足爬行的，只不过长大了以后就变成两足的了。
为了印证这样的想法，我们又对它的前后肢进行了系统的测量及分析。我们发现小的鹦鹉嘴龙在幼年的时候，它的前后肢长度是差不多的。随着个体年龄的增长，它的后肢逐渐地加长，变成了两足行走。
再结合组织学上的证据可以看到，它小时候前肢生长得比较快，比较强壮。这就有点像我们小朋友小的时候，也在地上爬，也是四足行走，等过了一岁强壮了一点以后，我们开始慢慢地两足行走。
图源：Zhao et al. 2013
恐龙能活多少岁？
刚才说的那种小的鹦鹉嘴龙，通过分析它骨头里的结构，我们发现它最多能活到十二三岁。那么，很多小朋友就要问了，恐龙的寿命到底有多大呢？是不是所有恐龙都只能活到十二三岁呢？你刚才只是说一个小恐龙能活到十二三岁，那大的呢，比如说像霸王龙那样的，它到底能活多久呢？
最右图源：Erickson,2014
这些问题也要回到骨头里面才能找到答案。科学家们又对很多种肉食性恐龙、甚至现生的鳄鱼进行了组织学的研究，观察它骨头里的信息。最右边这张图就是我们熟知的霸王龙骨头里面的结构，标的那个线就代表它的年龄。我们可以看到它最外侧的密度非常紧密，说明它的生长速度在这个时候是非常缓慢的。
从左至右：Gorgosaurus 蛇发女怪龙、Alligator 短吻鳄、Tyrannosaurus rex 霸王龙
图源：Erickson et al., 2004, Nature
科学家们也根据在骨头里面观察到的信息绘制了霸王龙以及其他一些肉食性恐龙的生长发育曲线。最后发现，霸王龙之所以比其他肉食性恐龙长得大，就是因为它在12岁到19岁期间生长速率特别快，在短短的几年里就达到了非常大的体型。
图源：Erickson et al., 2004, Nature
虽然霸王龙的体型非常大，但是它的寿命远没有我们想象的那么长。我们现在所得到的霸王龙年龄数据最大的也就28岁。
那是不是最年长的恐龙只能活到28岁呢？不一定。还有很多大型的蜥脚类恐龙，它们又能活多久呢？科学家们也对蜥脚类恐龙进行了组织学分析，看看它们的骨组织能不能告诉我们更多的答案。
由于蜥脚类恐龙个儿特别大，我们很难对它的骨头进行横切。所以科学家们很聪明地想了一个办法，那就是用钻孔的方法，像钻岩心一样取出一小块，然后再把这一小块切成薄片，从而进行组织学的分析。通过详细的骨头内部结构分析，我们发现大型蜥脚类恐龙确实比霸王龙的寿命更长。
图源：Stein & Sander 2009
比如迷惑龙可以达到34岁，我们熟知的梁龙可以达到43岁。
上：迷惑龙 Apatosaurus
图源：wikipedia
下：梁龙 Diplodocus
不过最年长的蜥脚类恐龙是在我们中国发现的马门溪龙，我们现在得到的数据是它最多可以活到45岁。
图源：wikipedia
一山可容二龙
除了年龄以外，我们还能通过骨头里的结构探寻到什么样的秘密呢？这个大家都很熟悉，它叫霸王龙，是在北美地区发现的。科学家们发现了很多霸王龙化石。同时，在同一片区域，科学家们也发现了跟霸王龙长得很像但个头又比它小的化石，他们把它命名为矮暴龙，意思是小一号的霸王龙。
图源：www.sicence.org
不过，还有一派科学家对此持反对意见，认为不能说它是一个新的物种，它也有可能是霸王龙的幼年个体。就像我们小时候长这个样子，但长大后肯定就会跟小时候长得不一样了。你不能因为它们长得不一样，就说它是一个新的物种。因此他们争论了很久。
既然表面的形态学解决不了这个争议，那么我们就来看看骨头里面是不是能给我们提供更多有效信息。于是科学家们对矮暴龙的标本做了组织学分析，将矮暴龙标本的骨头切开后，他们发现了一个特别关键的信息。那就是圆框里显示的，我们可以看到它有很多密集的生长停滞线。这就说明矮暴龙已经达到它的最大体型了，不会再随着年龄身体长大了。也就是说，矮暴龙不可能长到像霸王龙那么大，它是一个完完全全的新物种。
图源：Zanno & Napoli 2025
有了这个信息，我们就可以知道，同一个生态系统里生活着两种关系特别近的暴龙类，一种是霸王龙，另一种是矮暴龙，它们占据着不同的生态位。我们常说“一山不容二虎”，但是在恐龙的世界里，一山可以容纳两种暴龙。
很多小朋友都知道霸王龙是一种非常大型的肉食性恐龙，但它并不是体型最大的肉食性恐龙。体型最大的肉食性恐龙生活在北非，是一种叫棘龙的恐龙。关于棘龙，科学家们对此也有一个长达几十年的争论，那就是棘龙到底是在陆地上生活，还是像鳄鱼一样在水里生活呢？因为棘龙的嘴巴和头部的特征都非常像鳄鱼。
为了解答这个问题，科学家们又想到了借助恐龙骨头里的结构。所以他们对棘龙骨头的内部结构进行了组织切片，从而探寻它里面的结构。红色方框里的就是棘龙骨头的切片，我们可以发现，与其他生活在陆地的恐龙相比，棘龙不一样的地方在于它是没有髓腔的，它是类似实心的。这就极大地增强了棘龙骨头的密度，让它能够在水下游泳，能够潜水。这是棘龙生活在水里的一个非常有力的证据。
图源：Fabbri et al. 2022 Nature
因此，我们现在可以说，棘龙并不是一种在陆地上急速奔跑、跟霸王龙争斗的强大肉食者，反而更像是一种生活在水里的大鳄鱼。
左：《侏罗纪公园3》中能杀死霸王龙的陆地霸主
右：在水中游泳抓鱼吃的大“鳄鱼”
很多小朋友都喜欢吃肉的大型恐龙，但我相信也会有一些小朋友喜欢这种大型的植食性恐龙。这种大型的植食性恐龙都有一个非常明显的特征，就是有着长长的脖子。在现生的生物当中，还有哪种生物有长长的脖子呢？长颈鹿。不过仔细对比了长颈鹿的长脖子和恐龙的长脖子后，我们发现了一个长颈鹿没有的特殊结构，那就是颈肋，也就是它脖子上的肋骨。
图源：Taylor et al. 2011
马门溪龙是所有恐龙中脖子最长的，它的一根颈肋最长的可以达到4.1米。要想知道这根颈肋的作用，我们得看能不能从它的骨头内部找到一些答案。
图源：Zhou et al. 2026
我们有幸获得了一根幼年马门溪龙的颈肋。我们把它切成了十几段，对它的每一个部分进行了详细的组织学分析。我们发现这个长长的颈肋其实来源于肌腱，它是通过肌腱一系列复杂的结构骨化而来的。
肌腱是什么呢？如果举起我们的手，然后把拳头握紧，我们就可以看到肌腱。在颈肋的骨化过程中，有一个特别的结构起了大作用，就是我们所说的软骨样骨。这是介于软骨与骨之间的一个特殊的结构，它既有骨的坚硬度，可以保证蜥脚类恐龙的长脖子有一定的硬度，能够立起来；同时它又有软骨的柔韧性和灵活度，不至于轻易被折断。这为我们复原马门溪龙和蜥脚类恐龙的生活习性提供了非常多有力的信息。
马门溪龙颈肋的骨化过程
图源：Zhou et al. 2026
这就是我这次给大家分享的藏在恐龙骨头里的秘密。其实藏在恐龙骨头里的秘密还有很多，我希望小朋友们长大后可以和科学家们一起探索。
谢谢大家！