成為巨獸

如何將放入霸王龍

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對於在《侏羅紀公園》中長大的一代人,或許對於後人來說,霸王龍將作為一個家喻戶曉的名字而長存。它是人們最愛又恨的恐龍,一種巨大的、匕首般牙齒的怪物,和童話故事中噴火的龍一樣可怕。然而,較少被認識到的是,這位暴君蜥蜴之王有著樸實的根基。事實上,在霸王龍出現之前,暴龍類恐龍相對嬌小。體重一到兩噸,身高數米,這些動物不適合在黑暗的小巷裡相遇或作為寵物飼養。但事實上,霸王龍打破了暴龍類的模式,其體重幾乎是其前輩的三倍。

進化生物學家長期以來一直在思考可能導致獸腳亞目恐龍(兩足行走的,主要是食肉恐龍)中出現巨型化的因素。(除了霸王龍,另外兩個類群——鯊齒龍科和棘龍科——中的四個物種也設法進化出類似的超大體型。)近年來,出現了一些主要的驅動因素假說,將體型突增歸因於諸如大氣中二氧化碳水平升高(導致植物生產力提高,進而可以支援更多獸腳亞目恐龍捕食的植食性恐龍)之類的因素。在去年十月於明尼蘇達州聖保羅市舉行的脊椎動物古生物學會年會上,猶他大學的斯科特·桑普森和他的同事概述了一個更為細緻的模型,該模型考慮了多種影響因素。

該團隊借鑑了對現存食肉動物的研究,確定了一些可能允許巨型獸腳亞目恐龍崛起的先決條件——那些根據大腿骨的周長估計,體重超過三噸或更多的恐龍。首先,與許多研究人員假設的相反,這些野獸可能必須是冷血動物,因為在那種體型下維持恆定體溫(也就是說,成為溫血動物)的成本將需要不切實際的捕獵成功率(高達獅子的10倍)和一種降溫以避免過熱的方法。


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第二個要求源於以下觀察:食肉物種比植食性物種擁有更廣泛的地理範圍和更低的人口密度,而大型食肉動物的活動範圍比小型食肉動物更大。研究人員認為,為了讓巨型獸腳亞目恐龍物種取得成功,它們需要大陸大小的陸地來維持足夠大的種群以避免滅絕。第三,正在成為巨人的生物必須從與其他大型物種競爭食物的生態壓力中解放出來——透過競爭對手的滅絕或捕獵不同的獵物等方式。

批評者發現一些結論難以接受。加州大學伯克利分校的凱文·帕迪安表示,對骨組織學的研究間接表明,恐龍的新陳代謝更像溫血哺乳動物,而不是冷血爬行動物。此外,他認為,不可能確定已滅絕動物的種群數量。在沒有活生生的恐龍的情況下,科學家可能永遠不會知道它們在新陳代謝譜系中處於哪個位置。但到目前為止,化石記錄支援了該團隊模型的其他預測。已知的五個重量級恐龍只出現在北美、南美洲和非洲的廣闊陸地上。而且它們都生活在沒有其他巨人的競爭中。(在時間和空間上重疊的兩種恐龍,棘龍和鯊齒龍,都來自非洲,前者似乎以捕魚為食,而後者則在陸地上捕獵。)

對獸腳亞目恐龍巨型化理論的最有力支援來自對霸王龍崛起的瞭解。在這一巨獸出現之前的 2500 多萬年裡,西部內陸海道分隔了北美洲,從今天的墨西哥灣流向北極。在海峽的兩側,三種暴龍類恐龍,體重僅為一到兩噸,孤立地漫遊。大約在 6900 萬年前,當海水退去,從而使可用的棲息地面積增加了一倍之後,只剩下一個譜系,它產生了 5.5 噸重的霸王龍。 “這裡有值得思考的地方,”馬里蘭大學的托馬斯·R·霍爾茨,小先生,在談到該模型時說,“但我們需要更多測試案例。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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