华盛顿：霸王龙依靠原始力量制服猎物，使用能咬碎骨头的咬合力。但其他体型与雷克斯暴龙相当的肉食恐龙采用了不同的捕猎方式。南方巨兽龙更依赖撕扯切割猎物的肉体。而棘龙细长的口鼻部则非常适合捕鱼。
研究人员通过对17种恐龙的头骨结构和咬合力进行全面分析，记录了这些肉食恐龙的进食生物力学特征。这些恐龙从恐龙时代初期到末期不同时期在地球上横行。
研究发现，霸王龙拥有迄今为止最高的预估咬合力，其头骨高度强化并具有巨大的颌部肌肉。但研究也显示，其他掠食性恐龙即使没有霸王龙那样的咬合力，也进化出了成功的捕猎方式。
"我们发现大型掠食性恐龙并非都进化出相同类型的头骨来应对巨大体型带来的进食挑战，"英国布里斯托大学脊椎动物古生物学家、本月发表在《当代生物学》期刊上的这项研究的主要作者安德烈·罗说。
"像霸王龙这样的恐龙强化了头骨以承受极高的咬合力和相关的头骨压力。而像异特龙或棘龙这样的恐龙则采用更轻或可能更灵活的结构，以不同方式分散压力。成为巨型肉食动物没有唯一"正确"的方式，这就是重点，"罗补充道。
该研究聚焦于兽脚类恐龙这一群体或分支中的物种，其中包括肉食性恐龙。研究范围从约2.3亿年前生活在阿根廷的埃雷拉龙（已知最早的恐龙之一），一直到6600万年前小行星撞击地球时生活在北美西部的霸王龙，这次撞击结束了恐龙时代。
研究人员使用了17个物种的头骨三维模型，包括两个不同的霸王龙标本，并应用了一种模拟结构对物理应力反应的方法。他们基于恐龙的现存近亲——鸟类和鳄鱼——进行数字肌肉重建来估计肌肉力量，然后将这些力量应用于头骨模型以模拟咬合。
"我们的重点不是原始咬合力。我们测试的是头骨如何在负载下分配这种力量，以及这些分配如何因每种肉食恐龙谱系而异，"罗说。
研究中考察的早期兽脚类恐龙，如生活在三叠纪中期的埃雷拉龙和生活在侏罗纪早期的双脊龙，表现出的抗压能力远低于后来的同类。罗说，它们是体型较轻的恐龙，不太适应高咬合力。
咬合力和头骨强度的增加随着时间的推移逐渐展开，在霸王龙及其近亲暴龙类（如惧龙和阿尔伯塔龙）中达到顶峰，这些恐龙像霸王龙一样出现在白垩纪晚期。
"在暴龙类中，头骨强度和咬合力学有了巨大飞跃，这与更深的头骨、更坚固的骨骼结构和颌部肌肉附着的变化相吻合。所以这种提升不是立即发生的。它是随着时间的推移而进化的，在某些谱系中比其他谱系更明显，"罗说。
霸王龙、南方巨兽龙和棘龙是最大的三种兽脚类恐龙，但它们的头骨差异很大。已知最大的霸王龙可能是芝加哥菲尔德博物馆名为"苏"的标本，长40.5英尺（12.3米）。南方巨兽龙和棘龙的体型与霸王龙相当。
南方巨兽龙生活在白垩纪中期的阿根廷，而棘龙大约同时生活在北非，两者都比霸王龙早约3000万年。
"南方巨兽龙体型庞大，但其头骨并非为像霸王龙那样的高力量进食而构建。棘龙有细长的口鼻部，这与以鱼类为主的饮食一致，尽管我们有化石证据表明它也吃其他动物，如翼龙，"罗说，翼龙是与恐龙有亲缘关系的飞行爬行动物。
罗说，一个关键结论是，巨大的体型并没有将所有兽脚类恐龙引向相同的设计。更强的咬合力是一种策略，但不是唯一的策略，罗补充道。
"有些动物以原始力量取胜，有些则通过快速或反复攻击取胜。我们在这里看到的是一系列生态适应。这些动物并非都想成为霸王龙的克隆体。它们以不同的方式解决相同的问题，"罗补充道。
"这种进化灵活性，"罗补充说，"可能帮助它们在生态系统中占据主导地位如此之久。"
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