新墨西哥州自然歷史和科學博物館的托馬斯·E·威廉姆森正在研究恐龍化石來回答這個問題。以下是他的回答
“到目前為止,可能還沒有任何證據能夠明確證明一些恐龍是溫血動物還是冷血動物。科學家們已經探索了許多證據線索,試圖回答這個問題。
“現代冷血動物和溫血動物的骨骼結構存在明顯的差異。溫血動物的骨組織往往高度血管化。另一方面,冷血動物的骨骼相對緻密,有時甚至顯示出年輪。恐龍的骨骼在早期往往高度血管化,然後在它們達到成熟時發展成具有生長環的緻密骨骼。新的證據表明,不同的骨骼型別更多地與生長速度有關,而不是與溫血或冷血有關。”
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“在現代動物群落中,相對於獵物而言,溫血捕食者的數量遠少於冷血捕食者。這是因為溫血動物往往比冷血動物吃得多得多,因此給定數量的獵物將支援的溫血捕食者要少得多。不幸的是,從化石中確定捕食者與獵物的實際相對丰度非常困難,因為化石記錄並不總是能準確地代表原始動物群落。”
“恐龍甚至能夠在高緯度地區生存。例如,在阿拉斯加和加拿大,遠高於北極圈的地方都發現了恐龍化石。然而,在這些動物生存的時期,氣候通常比今天溫暖得多。這些動物也可能在溫暖的夏季遷徙到這些地區,並在寒冷和漫長的極夜來臨之前撤退到較低緯度地區。”
“現代溫血動物往往比冷血動物具有更直立的姿勢。大多數恐龍都有直立的姿勢,因此有人認為這表明它們具有高活動水平並且是溫血動物。沿著這些思路,科學家們間接地研究了恐龍的潛在血壓;溫血動物往往具有相對較高的血壓。血壓可以透過觀察頭部和心臟之間的垂直距離來估計。對於一些蜥腳類恐龍來說,這種估計的血壓確實非常高。腕龍的血壓約為 500 毫米汞柱。這個數字大約是人類的五倍。另一方面,其他恐龍——如角龍類——根據這種分析,它們的血壓會非常低,更接近於現存爬行動物的血壓。”
“現代溫血動物的大腦相對於現存冷血動物而言更大。人們認為,需要更大的大腦來協調活躍、高能量的動物。大多數恐龍相對於它們的體型來說大腦非常小。事實上,它們的大腦與現代爬行動物的大腦非常相似。然而,少數小型肉食性恐龍的相對大腦尺寸與一些現存鳥類(如鴕鳥)相當。”
“來自恐龍足跡、某些恐龍化石的大量堆積和築巢地點的證據表明,恐龍是社會性動物。有些人認為,這種複雜的行為暗示了溫血性。”
“鳥類是溫血動物,可能從一群食肉恐龍進化而來。因此,有人認為,它們的恐龍祖先也是溫血動物。但最近對一些最早鳥類的骨骼結構的研究表明,它類似於現代冷血爬行動物的骨骼結構,這表明最早的鳥類是冷血動物,而溫血性是後來發展起來的。”
“最近,一些研究人員已經在恐龍的鼻腔中尋找呼吸性鼻甲骨。呼吸性鼻甲骨是在大多數現代溫血動物(哺乳動物和鳥類)的鼻腔中發現的精細的、卷軸狀的骨骼。這些結構被認為起到水分回收器官的作用,從溫暖潮溼的撥出空氣中回收水分。如果沒有這些結構,許多溫血動物會迅速脫水,尤其是在乾燥的氣候中。到目前為止,尚未在恐龍中發現呼吸性鼻甲骨結構。然而,有人認為,許多恐龍生活在溫暖潮溼的環境中,節約用水可能並不重要。”
“恐龍是一個非常長壽且多樣化的動物群體。關於它們是否是溫血動物,目前還沒有被廣泛接受的明確答案。恐龍很可能具有與現存動物不同的新陳代謝。事實上,許多恐龍達到的巨大體型可能導致了所謂的‘慣性恆溫’或‘巨溫性’。也就是說,動物的巨大體積將使它們即使在沒有高新陳代謝的情況下也能保持相當恆定的溫度。當然,恐龍是活躍的,並且在某些情況下是社會性動物,它們在地球上長達 1.6 億年的統治期間成功地與溫血哺乳動物競爭。”
著名的恐龍研究員和插畫家格雷戈裡·S·保羅補充了他的觀點
“恐龍的代謝狀態是否會永遠有‘明確的證據’尚不得而知。目前,研究人員必須使用多條證據線索來推斷恐龍的能量學。此外,生理學替代方案本身也很複雜,不能用簡單的術語(如溫血或冷血)來充分描述。一些或所有恐龍可能具有像鳥類和哺乳動物一樣的高有氧運動能力(速氧代謝),或像爬行動物一樣的低有氧運動能力(緩氧代謝)。恐龍可能具有像鳥類和哺乳動物一樣的高靜息代謝率,或像爬行動物一樣的低靜息代謝率。恐龍在調節體溫和控制體溫方面的能力仍然是一個未解之謎。”
“寬大的髖部表明,大多數恐龍都像大髖部的鳥類和哺乳動物一樣,擁有大型的、有氧能力的腿部肌肉,而不是像緩氧代謝爬行動物那樣的小腿部肌肉。許多恐龍足跡表明,恐龍的行走速度與鳥類和哺乳動物一樣快,並且比爬行動物能夠持續行走的速度快得多。肉食性恐龍似乎已經進化出類似鳥類的呼吸系統,能夠吸入大量的氧氣。草食性鳥腳類恐龍可能具有類似哺乳動物的橫膈膜,用於有效呼吸。然而,最早和最原始的恐龍具有較小的髖部和較不先進的呼吸系統,這表明它們的有氧能力低於其他恐龍、鳥類和哺乳動物。”
“從化石證據來看,至少一些恐龍的生長速度似乎比任何野生爬行動物都快,這表明幼年恐龍非常有氧運動能力,並且能夠尋找大量的食物。”
“蜥腳類恐龍的巨大體型,尤其是高聳的身高,可能需要超高壓、超大型的心臟,這些心臟消耗的氧氣比在爬行動物中觀察到的要多得多。”
“關於靜息代謝率的證據更加模稜兩可。例如,一些大陸鳥類和哺乳動物的呼吸性鼻甲骨發育不良,或鼻腔不比類似大小的恐龍的鼻腔大。一些鳥類和哺乳動物具有非常高的有氧運動與靜息比率,但沒有速氧代謝動物具有爬行動物的靜息代謝率。如果大多數恐龍是速氧代謝動物,那麼它們可能也具有高靜息代謝率。”
“恐龍是否像鳥類和哺乳動物一樣有效地調節體溫,這一點甚至更不清楚。生長中的恐龍在其骨骼內部比鳥類和哺乳動物更頻繁地留下環,這暗示它們沒有將體溫調節到相同的程度。”
“總之,大多數恐龍具有像鳥類和哺乳動物一樣的高有氧運動能力的證據非常好。它們的靜息代謝率可能高於爬行動物。許多恐龍可能沒有保持恆定的體溫。恐龍的能量學幾乎肯定不是爬行動物式的,但它們在多大程度上接近鳥類-哺乳動物的狀況尚不確定。”
佐治亞理工學院地球與大氣科學學院院長菲利普·N·弗羅利希提供了另一種觀點
“一種可能性是檢視高緯度(因此,據推測,受季節影響)陸生恐龍的牙齒或骨骼的年度生長帶中的氧同位素丰度。氧同位素的比率取決於溫度。氧 18(普通氧 16 原子的重型版本)的季節性變化的缺失將有力地表明這些動物保持了恆定的內部溫度。”
“然而,這樣的發現不會構成恐龍是溫血動物的‘證明’,因為冷血動物也採用外部機制來調節體溫,從而影響代謝率。證明必須來自完整恐龍遺骸的發現,其中軟組織尚未被替換或改變,並且從中可以提取、鑑定和表徵負責體溫調節的生物分子。這樣的證明是非常非常不可能的,因為它需要在 6500 萬年的時間裡達到幾乎不可能的儲存水平,再加上目前尚不存在的生物技術的出現,以闡明已滅絕物種的體溫調節生物化學。”