一些恐龙变得如此巨大的原因之谜

恐龙的奥秘深入探讨了“恐怖的爬行动物”的神秘一面,以及让古生物学家夜不能寐的所有问题。

你永远不知道 和一只巨大的恐龙站在一起时,自己有多渺小。在博物馆大厅里找到合适的灯光,你就可以真切地站在迷惑龙阿根廷泰坦巨龙腕龙以及过去6600万年里体型远超任何其他陆地生物的爬行动物 骨骼的阴影 下。但即使经过近两个世纪的研究,我们对某些恐龙为何能长到比迄今为止任何陆地哺乳动物都大,也只有模糊的 ধারণা。

虽然许多恐龙 属于巨型类别——霸王龙的体重超过一头成年雄性非洲象——蜥脚类恐龙才是历代冠军。它们头小,牙齿简单,脖子长得惊人,身体粗壮,尾巴细长。许多蜥脚类恐龙的长度都超过100英尺,古生物学家仍然不确定哪种伸展得最远。虽然最大的陆地哺乳动物,如 无角犀牛巨犀最大的化石大象,体重约为18吨,但蜥脚类恐龙在进化过程中 在进化历史中至少增加了36倍的质量——这是侏罗纪和白垩纪时期巨型食草动物不断重演的景象。

这些生物惊人的重量常常让我们好奇,为什么它们比之前或之后的任何陆地生物都大得多。但在古生物学领域,“为什么”的问题 非常难以回答。以“为什么”开头的问题是历史问题,在这种情况下,历史在1.3亿多年的时间里,在多个大陆上,发生了几十次。虽然我们看到了最终结果,但我们无法完全辨别原因。

然而,恐龙总是能抓住我们的想象力,因此研究人员在过去二十年里一直在努力,对数量庞大的顶级蜥脚类恐龙的过剩现象找到了一些线索。虽然较高水平的氧气与 一些古代昆虫的体型增大 有关,但恐龙鼎盛时期的空气成分与今天大体相同。更重要的是,地球的引力在恐龙时代和现代一样强大。所以我们知道,阿根廷龙等顶级蜥脚类恐龙的巨大体型 与大气中氧气增加或重力降低等非生物因素无关。我们的解释另有所在。

这些事实只说明了什么使得蜥脚类恐龙能够变大。恐龙并没有被迫朝那个方向发展。

古生物学家通过研究恐龙本身,正在接近真相。例如,专家们已经确定了一系列特征,使蜥脚类恐龙与新生代的乳齿象和巨犀区别开来。蛋在这其中起到了很大的作用。

有史以来最大的哺乳动物是胎盘类,它们在体内孕育后代,这样后代就可以在出生时更发达。这种繁殖策略有一些限制。为了达到更大的成年体型,每个物种的雌性都需要在子宫内携带胎儿更长时间。例如,非洲象的妊娠期已经长达两年——在此期间,很多事情都可能出错。但蜥脚类恐龙,像所有非鸟类恐龙一样,一次产下多个蛋,绕过了活产的繁殖限制,并向其生态系统注入了大量有可能长得巨大的幼崽(即使大多数 最终成为了当时食肉动物的零食)。不同的繁殖策略 使恐龙比哺乳动物具有一些优势。

圆鼻龙等蜥脚类恐龙也得益于其解剖学上的独特性。蜥脚类恐龙的呼吸道有 复杂的鸣管系统,在它们的骨骼内部和周围形成了气囊。这些 巧妙的特征 在不牺牲强度的前提下保持了它们的骨骼轻巧,同时也提高了从空气中提取氧气和散发多余体热的效率。这些独特的恐龙也能长出长脖子,因为它们不像过去6600万年的大型食草哺乳动物那样,拥有装满巨大、研磨性牙齿的沉重头部。相反,蜥脚类恐龙的头小而轻,里面只有 勺子状或铅笔状的牙齿,主要只能用来啃食植物,然后通过其消化道进行分解和发酵。换句话说,是它们的肠道在工作,而不是它们的牙齿。对银杏、问荆和其他常见的中生代植物的研究表明,古代植被比之前想象的更富含卡路里,因此丰富的绿色食物很可能助长了这些爬行动物巨兽前所未有的生长。

但这些事实只说明了什么使得蜥脚类恐龙能够变大。恐龙并没有被迫朝那个方向发展。事实上,有些恐龙体型相对较小:生活在岛屿上的马扎尔龙 大约有大型牛那么大。蜥脚类恐龙也可以在较小的体型下生存,但它们却不断 繁衍出巨型谱系。我们知道一些关于什么使得大型生物成为可能的信息,但我们仍然不知道是什么进化压力促使蜥脚类恐龙进化出巨大的体型。

捕食者无疑起到了作用。所有蜥脚类恐龙出生时都很小——即使是最大的物种也从 大约足球大小的蛋 中孵化出来。它们容易受到侏罗纪和白垩纪各种食肉动物的攻击,但快速长大是 躲避那些饥饿的爪子 的一种方式。捕食大型动物可能是危险的,甚至是致命的,正如我们今天在狮子、狼甚至人类身上看到的,因此蜥脚类恐龙可能通过变胖来减少异特龙霸王龙等捕食者的吸引力。

但是,如果食肉动物的胃口是蜥脚类恐龙体型增大的主要驱动因素,那么我们会看到一个更统一、更持续的恐龙之间的“军备竞赛”,从而导致捕食者和猎物的体型逐渐增大。相反,化石记录显示 蜥脚类恐龙在不同时间和地点都实现了体型的增大,这很可能是出于一系列原因,从当地的食物到交配中的蜥脚类恐龙认为对方性感的地方。巨型恐龙的反复进化表明,通往蜥脚类恐龙惊人身高的道路不止一条。生物学在那个时代和现在一样复杂,没有亲身体验过100英尺长的爬行动物,我们永远也无法得知完整的故事。

阅读更多 PopSci+ 文章。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .