一項研究表明,恐龍既不像蜥蜴那樣遲緩,也不像哺乳動物那樣高能量,而是介於兩者之間。
這項研究在長期爭論恐龍是利用環境調節體溫的“冷血”外溫動物,還是從內部調節體溫的“溫血”內溫動物的問題上,開闢了一個罕見的中立地帶。新墨西哥州阿爾伯克基大學的生物學家約翰·格雷迪說:“還有第三種方式。”
如今,金槍魚、鼠鯊和稜皮龜等動物佔據了這個中間地帶。格雷迪說,研究這些生物如何控制體溫可能有助於揭示數百萬年前恐龍是如何做到這一點的。中溫動物從內部燃燒能量來調節體溫,但不會像哺乳動物或鳥類那樣調節到恆定溫度。例如,金槍魚的體溫比周圍的水高出20°C,但當它們潛入較冷的水域時,其代謝率也會急劇下降。
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為了弄清楚恐龍在代謝光譜中的位置,格雷迪和他的同事編制了一個包含381種動物(包括21種恐龍)的生長速率資料庫。今天發表在《科學》雜誌上的分析採用了早期研究的資料,這些研究以多種方式估算了生長速率。對於恐龍來說,其中包括諸如計算化石骨骼中的生長環數量(以估計個體的年齡)和測量其骨骼長度(以估計總質量)的技術。這些動物的生長速度從緩慢的鱷魚到快速的馬不等。
然後,研究小組比較了每種動物的生長速度與其燃燒的能量,發現哺乳動物的生長速度比爬行動物快十倍,其代謝率也快十倍。研究人員利用這些資訊來推斷恐龍的代謝率。
恐龍最終位於該量表的中間位置,處於格雷迪團隊稱之為中溫的狀態。
內在驅動力
格雷迪說,這種跨越溫血和冷血世界的能力可能給了恐龍生態優勢。它們在陸地上移動的速度會比鱷魚更快,但所需的食物會比相似大小的哺乳動物少。“恐龍在1.3億年裡幾乎佔據主導地位的事實表明,它們有一些特殊之處,”格雷迪說。
英國愛丁堡大學的古生物學家斯蒂芬·布魯薩特說,哺乳動物和鳥類的快速新陳代謝可能是在數百萬年中進化而來的,主要是在恐龍中溫動物之後。許多現代鳥類在數週內孵化並長到成年大小,但最早的鳥類化石,例如始祖鳥,顯然生長得慢得多。
佛羅里達州立大學塔拉哈西分校的古生物學家格雷戈裡·埃裡克森說,這項研究對於理解恐龍如何生長做出了重要貢獻。他說,它以“更加嚴謹的方式重新審視了活著的動物如何生長”,並且“可以觀察活著的動物並說出哪些最像恐龍,這非常酷”。
格雷迪希望透過研究來自阿拉斯加等極地地區的恐龍化石來驗證他的想法。他希望比較骨骼中的同位素測量值,一些人認為這表明了動物的體溫。他說,原則上,寒冷的溫度會誇大不同型別體溫調節的差異,從而更容易看出每種物種燃燒了多少能量。