恐龍牙齒上的劃痕可以揭示出它們存在時的真實飲食狀況。研究人員首次採用牙齒微磨損紋理分析（DMTA）來推斷大型食肉動物，如異龍和霸王龍的飲食習慣。透過捕捉單個牙齒的3D影象並檢查劃痕的模式，科學家可以推斷出哪些恐龍可能食用硬骨頭，哪些恐龍可能更喜歡較軟的食物和獵物。

這種方法為古生物學研究開闢了一條新的途徑，不僅可以更好地瞭解恐龍，還可以瞭解它們所處的生態系統和社群。

從《幻想曲》到《侏羅紀公園》，霸王龍被看作是一個可怕的頂級掠食者，它會追趕它的獵物並把它整個咬碎。但是，這種標誌性的恐龍究竟有多少是在啃食骨頭？在它之前存在的其他掠食性恐龍又如何呢？

這顆牙齒頂端的100微米乘100微米（μm）的影象顯示了微小的劃痕，這些劃痕被分析為磨損特徵的複雜性和深度。資料來源：2022年溫克勒等人。

來自東京大學的研究人員與德國美因茨大學和漢堡大學的團隊合作，對1億多年前的個別恐龍牙齒使用了牙齒微磨損紋理分析（DMTA），這是一種掃描技術，在顯微鏡下檢查牙齒的地形磨損和撕裂，以更好地瞭解它們可能吃過什麼。

“我們想測試一下，我們是否能用DMTA找到暴龍類（來自白堊紀，1。45億年至6600萬年前）與較早的異特龍類（來自侏羅紀，2。01億年至1。45億年前）不同進食行為的證據，它們都是食肉動物的型別，”來自前沿科學研究院的博士後研究員Daniela Winkler解釋說。“從其他研究中，我們已經知道暴龍可以裂開並以骨頭為食（透過對它們的糞便和骨頭上的咬痕的研究）。但是異特龍要古老得多，關於它們的資訊並不多。”

DMTA主要用於研究哺乳動物的牙齒，因此這是第一次將其用於研究翼龍類。來自東京大學的同一個研究小組最近還率先對日本長鼻龍的DMTA進行了研究，長鼻龍以其長脖子和尾巴而聞名。在尺寸為100微米（十分之一毫米）的極小範圍內拍攝了牙齒表面的高解析度三維影象。

藍色的矽被小心翼翼地從一個管子裡排洩到牙齒上，並讓其乾燥幾分鐘，形成近乎完美的複製品，這些複製品被取出，從美國猶他州鹽湖城的博物館帶到日本進行進一步研究。

考古學家使用多達50組表面紋理引數來分析影象，例如，磨損痕跡的粗糙度、深度和複雜性。如果複雜性很高，即有不同大小的痕跡相互重疊，這與硬物的餵養有關，例如在骨頭上。然而，如果複雜性較低，即痕跡排列較多，大小相似，且不重疊，這與軟質物體的進食有關，如肉類。

該小組總共研究了48顆牙齒，其中34顆來自恆溫恐龍，14顆來自鱷魚（現代鱷魚和短吻鱷），它們被用作對比。由於加拿大、美國、阿根廷和歐洲的自然歷史博物館提供的貸款，該團隊能夠研究原始的牙齒化石並採取高解析度的矽模具。

“我們實際上在2010年就開始了對恐龍的牙齒微磨損研究，”來自前沿科學研究生院的講師Mugino Kubo說。“我的丈夫Tai Kubo博士和我已經開始收集南北美、歐洲，當然還有亞洲的恐龍和它們同時代的牙齒模具。自從Daniela加入我的實驗室後，我們利用這些模具對食肉恐龍進行了更廣泛的比較。”

“在大流行期間開展這項研究尤其具有挑戰性，”Winkler說，“因為我們依靠的是能夠從國際機構收集樣本。這次的樣本量可能沒有那麼大，但它是一個起點”。

他們發現令人驚訝的是，他們在異龍和暴龍中都沒有發現很多碎骨行為的證據，儘管他們知道暴龍是吃骨頭的。這個意外的結果可能有幾個原因。可能是儘管暴龍能夠吃骨頭，但它比以前認為的要少得多。另外，研究小組不得不使用儲存完好的牙齒，所以可能是那些被排除在這項研究之外的極度受損的牙齒處於這樣的狀態，因為那些動物更多的是以骨頭為食。

研究小組確實在恐龍和鱷魚身上發現了一些東西，那就是幼年和成年之間的明顯區別。“研究了兩個幼年恐龍標本（一個異特龍和一個暴龍）之後，我們發現，與成年恐龍相比，兩者的進食位置和行為都非常不同。我們發現，幼龍的牙齒有更多的磨損，這可能意味著它們不得不更頻繁地在屍體上進食，因為它們吃的是剩飯，”Winkler解釋說。“我們還能夠檢測到幼年鱷魚的不同餵食行為；然而，這次情況正好相反。幼年鱷魚因吃較軟的食物，也許像昆蟲，牙齒磨損較少，而成年鱷魚因吃較硬的食物，像較大的脊椎動物，牙齒磨損較多。”

溫克勒說，恐龍的下一步可能是更詳細地研究長頸龍，該團隊也一直在研究長頸龍。但是現在，她正在用一種小得多的東西做實驗：蟋蟀。這種昆蟲的嘴可能很小，而且沒有任何牙齒，但研究人員想看看他們是否仍然可以用同樣的技術找到嘴部磨損的證據。

“從我們使用DMTA學到的東西，我們有可能重建已滅絕動物的飲食，並從中推斷出已滅絕的生態系統、古生態學和古氣候，以及它與今天有什麼不同，”Winkler說。“但這項研究也是為了好奇心。我們想形成一個更清晰的影象，瞭解恐龍到底是什麼樣子的，以及它們在數百萬年前是如何生活的。”