巨型沧龙曾被认为 strictly是严格的海洋掠食者，但它们的最终篇章可能与恐龙和鳄鱼一同在淡水河流中度过。通过对北达科他州发现的一颗巨大牙齿进行化学同位素技术分析，研究人员发现某些沧龙在恐龙时代末期海洋逐渐淡化的过程中适应了河流生态系统。这些体长可能堪比巴士的巨型爬行动物，似乎在近水面处捕猎，甚至可能以溺水的恐龙为食。
这颗牙齿于2022年在北达科他州的一处河流沉积物中被发现。它是在一个以发现鸭嘴龙类埃德蒙顿龙化石而闻名的地区，与一颗霸王龙的牙齿和一块鳄鱼的下颌骨一起被找到的。陆地恐龙、栖河鳄鱼和巨型海洋爬行动物的这种不寻常组合立即引起了注意。如果沧龙是海洋动物，那么它们的一颗牙齿是如何最终保存在河流中的呢？
同位素提供答案
为了解开这个谜团，来自美国、瑞典和荷兰的研究人员使用同位素分析法检查了这颗沧龙牙齿釉质的化学成分。
由于这颗沧龙牙齿、霸王龙牙齿和鳄鱼下颌骨都大致出自同一时期，约6600万年前，科学家可以直接比较它们的化学成分。这项工作在阿姆斯特丹自由大学进行，重点分析了氧、锶和碳的同位素。这颗沧龙牙齿含有异常高比例的较轻氧同位素(16O)，这是淡水环境而非海洋环境的典型特征。锶同位素比率也指向淡水栖息地。
“牙齿中的碳同位素通常反映了动物的食物。许多沧龙因为深潜而具有较低的13C值。相比之下，这颗与霸王龙牙齿一同发现的沧龙牙齿，其13C值高于所有已知的沧龙、恐龙和鳄鱼，这表明它没有深潜，有时可能以淹死的恐龙为食，”该研究的通讯作者之一梅兰妮·杜林说。
“同位素特征表明，这只沧龙曾栖息在这个淡水河流环境中。当我们观察在北达科他州附近、稍古老一些的地点发现的两颗额外的沧龙牙齿时，我们看到了类似的淡水特征。这些分析表明，沧龙在灭绝前的最后一百万年里生活在河流环境中，”杜林说。
当海洋逐渐变为河流
这些发现也有助于解释这种生活方式的转变是如何成为可能的。随着时间的推移，越来越多的淡水流入西部内陆海道，这是一个曾经南北贯穿现今北美中部、将大陆一分为二的广阔内陆海。随着淡水输入的增加，该海道逐渐从咸水变为半咸水，最终变成主要是淡水，类似于今天在波的尼亚湾看到的情况。研究人员认为，这个过程形成了一个“盐跃层”，较轻的淡水在较稠密的咸水之上形成一个表层。同位素数据支持了这一观点。
“为了与沧龙牙齿进行比较，我们还测量了其他海洋动物的化石，并发现了明显的差异。所有用鳃呼吸的动物的同位素特征都将它们与半咸水或咸水联系起来，而所有用肺呼吸的动物则缺乏这种特征。这表明需要浮出水面呼吸的沧龙栖息在上层淡水层，而不是盐度较高的下层，”该研究的合著者、杜林博士的导师佩尔·阿尔伯格说。
适应变化的世界
研究人员认为，所研究的牙齿显然属于已经适应了这些新条件的沧龙。大型捕食者在不同栖息地之间转换在进化史上并非 unheard of。
“与从淡水栖息地转移到海洋栖息地所需的复杂适应不同，反向适应通常更简单，”杜林说。
现代动物也表现出类似的灵活性。河豚完全生活在淡水中，尽管它们的祖先是海洋生物。在澳大利亚被称为咸水鳄的河口鳄，会定期在河流和开阔海洋之间移动，在任何有猎物的地方捕食。
意想不到的地方出现巴士大小的捕食者
沧龙化石在北美、欧洲和非洲距今9800万至6600万年的海洋沉积物中很常见。相比之下，在北达科他州很少发现它们，这使得这一发现尤为引人注目。这颗牙齿的大小表明，这只动物长达11米，大约相当于一辆巴士的长度。早先在附近一个地点发现的沧龙骨骼也支持了这一估计。这颗牙齿可能属于一种前颌沧龙亚科的沧龙，尽管其确切属种无法确定。其近亲盾齿龙属拥有巨大的头部、有力的下颌和粗壮的牙齿，被认为是在机会主义捕食者，能够攻击大型猎物。
“这个体型意味着这种动物可以与最大的虎鲸相媲美，使其成为在以往未曾与如此巨大海洋爬行动物相关联的河流环境中，可能遇到的非凡捕食者，”阿尔伯格说。
这项研究由乌普萨拉大学的科学家与西弗吉尼亚东部社区技术学院（西弗吉尼亚州穆尔菲尔德）、阿姆斯特丹自由大学以及北达科他州地质调查局合作完成。本文内容基于梅兰妮·杜林于2024年11月在乌普萨拉大学通过答辩的博士论文中的一个章节。