恐龙热不热?

恐龙热不热?

《恐龙之谜》深入探究了“可怕蜥蜴”的秘密,以及让古生物学家彻夜难眠的所有问题。

我们已经晚了 6600 多万年,无法再用传统方法测量恐龙的体温。古生物学家无法对霸王龙进行麻醉,并在恐龙体内放置蜡封温度计,而有些动物学家则用这种方法来测量鳄鱼的体温。虽然专家认为非鸟类恐龙是活跃、快速生长的生物,体温高于周围环境,但恐龙生理学入门仍然是一门问题多于答案的学科。这些答案可以揭示一切,从恐龙每天需要吃多少食物到它们如何承受从北极森林到灼热沙漠的各种环境。

多年来,古生物学家一直在争论恐龙是温血动物还是冷血动物。19世纪后期,一些学者恰当地猜测恐龙行动敏捷,一生中大部分时间都在移动。他们的推论部分基于史前爬行动物的肢体比例,例如铲喙鸭嘴龙和尖牙暴龙伤龙,这表明这些动物是忙碌的动物,而不是四处游荡的巨型蜥蜴。但随着古生物学领域将重点转向进化问题,研究人员对丰富而熟悉的哺乳动物化石更感兴趣,而不是奇怪且有时令人费解的恐龙。直到 20 世纪 60 年代末,随着侏罗纪公园迅猛龙的灵感来源——反恐爪龙的发现,古生物学家才重新审视恐龙进化史。这场争论至今仍在激烈进行。

当然,这本来就不是一个简单的问题。温血动物或冷血动物的概念(一种生理特征与另一种生理特征之间的二元选择)是一个相当有缺陷的概念,它仅限于生物体的体温,而不是其新陈代谢和生理如何调节该温度。想象一下太阳升起时在沙漠中四处奔跑的角蜥。由于它是“冷血动物”,或者动物学家称之为外温动物,因此蜥蜴的体温会随着周围环境的变化而变化。这意味着爬行动物在凉爽的早晨可能会表现得迟缓,但当太阳温暖它尖尖的小身体时,它会变得更加活跃。“温血”或吸热生物,如人类,保持近乎恒定的升高体温,不必在阳光下解冻,但也必须注意不要过热或超过它们可以正常运作的狭窄温度范围。

还有介于两者之间的情况。一些动物,包括大白鲨,会保持身体温度高于周围海水,但在冷热水域之间移动时,体温仍会显著变化。还有一些有袋动物每天都会处于麻木状态,在这段时间内,它们完全清醒,但身体不活动,以节省能量。例如,对一种名为“planigale”的小型鼩鼱类动物的研究发现,它的体温每天下降至少 6°F,最长可达 12 小时。

即使这些说法都模棱两可,但确实有一些生物因素在控制热量和相关身体功能方面发挥着作用。体重似乎是其中的一个重要因素。1946 年,古生物学家埃德温·科尔伯特 (Edwin Colbert) 及其同事对鳄鱼进行了一系列残酷的实验,让鳄鱼在阳光直射下,实验装置将这些爬行动物放置得像拖着尾巴的恐龙。由于体积和表面积之间的关系,体型较大的鳄鱼温度变化较慢,但体型较小的实验动物调节体温更困难。一些鳄鱼甚至因为在无情的阳光下太热而死亡。但这项研究以及随后的许多其他研究表明,体重越大意味着体温变化越慢,需要体型较大的动物采取策略来获取或释放热量,以保持舒适。

恐龙和现代野兽一样,可能没有一个共同的标准生理特征。毕竟, “恐龙”一词涵盖了一大群至今仍活着的动物,它们形状各异,大小各异,已经存在了 2 亿多年。但为了研究三角龙异特龙等早已灭绝的物种的内部恒温器,古生物学家必须发挥创造力。

一些研究人员曾尝试直接从化石骨骼中获取恐龙的体温。生物喝水时会吸收氧的同位素;当这种元素被吸收到骨骼和牙齿中时,其地球化学特征会因体温而改变。1994 年的一项研究将这项技术应用于霸王龙后,得出结论,恐龙的氧同位素看起来很像恒温动物——一种保持近乎恒定的体温的动物,通常是由于体内产生热量。但其他专家对这一结果提出了质疑,后来的分析提出,虽然霸王龙是通过内部产生热量,但它的体温可能像今天的大白鲨一样波动。

解读恐龙骨骼的微观细节也颇具挑战性,因为专家们仍在研究生理学如何影响现存动物的骨骼生长。许多古代爬行动物化石都显示出生长停滞线,简称 LAG,这是当这些生物周期性地停止成熟时产生的。这些骨环曾被认为是非鸟类恐龙像许多现代爬行动物一样周期性地停止生长的标志,因此它们可能是冷血动物。但 2012 年的一项研究发现,现代哺乳动物在寒冷的季节会在骨骼中产生 LAG,因为那时食物匮乏,而经历快速生长并不是最好的选择。尽管如此,各种关于恐龙生长速度的研究普遍发现,“可怕的蜥蜴”的发育速度比现存的爬行动物更快,甚至与现存的哺乳动物相当。但这种相关性比科学家从化石中寻找的详细信息要模糊得多。

古生物学家仍在使用各种技术拼凑线索,试图得出体温的总体情况。2022 年的一项研究调查了恐龙骨骼中保存的代谢压力的生物标记,这些标记可以作为动物新陈代谢的线索。像霸王龙腕龙这样的大名鼎鼎的动物与今天研究的恒温动物更为接近,而像剑龙三角龙这样的动物似乎是从恒温祖先进化而来的,但转变为更外温的动物。然而,另一项研究腕龙等长颈恐龙生活在哪里的分析表明,这些恐龙从未生活在寒冷的极地环境中,这暗示它们的体温多变,无法像食肉兽脚类恐龙那样抵御寒冷。简而言之,现有证据还不能给出直接的答案。

好消息是,我们还没有完全重新认识恐龙。专家们已经发现了大量证据,证明我们最喜欢的中生代动物是行为复杂的动物,它们会扭打在一起,咬对方的脸,在洞穴中挖掘猎物,有时还会成群结队地移动。恐龙通常生长得很快,而且无论如何,它们都保持着较高的体温,需要大量的食物来补充能量。具体的细节仍不清楚,任何两种恐龙之间的差异可能与现存的任何两种哺乳动物或鸟类之间的差异一样大。

我们希望您喜欢 Riley Black 的专栏《恐龙之谜》。7 月份请继续关注 PopSci+ 的下一篇文章。

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