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为何一些恐龙的体型巨大?也许是特殊消化系统造成的

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十七世纪末,英国人普洛特.佳龙盛撰写了一本牛津郡的自然历史书,书中记载了卡罗维拉教区的一个采石场里,发现一根巨型的腿骨化石,他为这一腿骨化石画了一幅插图,且明确的指出它并不属于牛、也不属于马和大象等等,而是属于一种身材高大、强壮无比的“泰坦”。此后,古生物学家依据书里的描述和插图,认定这一巨型腿骨化石属于一种名为“锯齿龙”的恐龙,而且确定普洛特.佳龙盛是第一位记录恐龙化石的人。与普洛特.佳龙盛一样,十七世纪至十九世纪初期的人们普遍认为,偶尔出土和轰动一时的巨型骨骼化石属于神话故事里的巨人族、或是“泰坦”。

十九世纪中叶,英国科学家理查德.欧文研究了一些巨型骨骼化石,认定它们是某种史前生物留下来的遗骸,且把它们命名为“恐龙”,人们对消亡了数千万年的恐龙才有了初步的认识。1993年,史蒂文.斯皮尔伯格执导的科幻片《侏罗纪公园》(改编于迈克尔.克莱顿撰写的同名小说)引发了全球性的轰动,它采用划时代的特效技术,让博物馆中骸骨嶙峋的恐龙,以栩栩如生的形象呈现于观众们的眼前,既让人叹为观止、又让人萌生了众多疑问,比如一些恐龙的体型为何极为庞大?如此庞大的体型又有怎样的演化优势呢?

《科学》杂志创刊125周年之际,评选出了125个极具挑战性的科学难题,而“一些恐龙为什么如此庞大”这一问题就列入其中。美国佛罗里达州立大学的古生物学家埃里克森认为,关于恐龙体型的研究和论文并不少,可古生物学家们对恐龙“巨型化”的原因知之甚少,他们只能从分析和研究恐龙的生长策略入手。相关的研究表明,体型巨大的恐龙一般遵循了3种生长策略:1.加速生长的速率;2.延缓成熟的年龄;3.前两种生长策略的结合。埃里克森对雷克斯霸王龙进行了长年研究,发现它们体型巨大化的主因就是生长速率的飙升。

那么,为何一些恐龙会出现生长速率大幅提升的现象呢?古生物学界的主流观点认为,这一现象是“环境因素”(比如大气成分、全球平均温度、以及食物营养成分等等)和“生物因素”(比如一部分恐龙的内分泌系统、消化系统和基因等等)共同作用所导致的,埃里克森认为,越来越多的古生物学家把恐龙的生物因素作为切入点,研究和探讨恐龙巨型化的原因,比如古生物学家发现,蜥脚类恐龙的头部较小、颈部细长、进食的过程中并不咀嚼食物、胃部的研磨能力十分强大等等,这些特点对蜥脚类恐龙的巨型化至关重要。

首先,中生代时期的C3植物极为茂盛,其营养成分与现今的草本植物相近,这样的话,蜥脚类恐龙就获得了丰盛的食物资源;其次,蜥脚类恐龙可能演化出了后肠发酵室,与现今的奇蹄类哺乳动物一样,蜥脚类恐龙吞下的食物可以长期停留在后肠发酵室中,不间断的进行消化和吸收;最后,蜥脚类恐龙的呼吸系统和心血管系统较为特殊,它们的呼吸系统与现今的鸟类一样非常高效,肺部的气囊还可以调控它们的体温,这样的话,蜥脚类恐龙就不用担心体温过热和血液循环的问题了。

小考题:你认为全球气温越来越高的话,现存的爬行动物会不会体型巨大化呢?欢迎你留言讨论。

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