一些巨大的侏羅紀海洋生物是溫血動物嗎?

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在古老的中生代海洋中,最大的捕食者可能並非完全是冷血殺手。相反,一項新研究表明,其中一些兇猛的爬行動物可能能夠調節自身的體溫,從而擴大它們的捕獵範圍。 

一些現代水生爬行動物,包括稜皮龜,以及一些鯊魚和金槍魚,都能夠相對於周圍波動的水溫保持相對穩定的體溫。但是,這種能力在進化史上何時以及出現過多少次仍然存在爭議,這給古代環境變化對適應和捕獵策略的影響蒙上了一層面紗。


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這項於6月10日在《科學》(Science)雜誌上線上發表的新研究提出,魚龍、蛇頸龍,以及可能在較小程度上,滄龍,都能夠在約2.51億至6500萬年前的熱帶和寒冷水域中保持相對穩定的體溫。

透過分析這些已滅絕動物化石牙齒中的氧同位素,研究人員能夠評估這些生物在牙齒生長時的體溫——即使是伸出口腔外的牙齒也可以。透過比較推測生活在同一時間和地點的動物之間的同位素比率,研究小組確定了這些爬行動物不同的內部溫度——以及不同的溫度調節系統。

里昂大學Paléoenvironnements et Paléobiosphère的Aurélien Bernard領導的研究人員發現,這些已滅絕的海洋巨獸能夠將其內部溫度保持在約35攝氏度至39攝氏度之間(正常人體溫度為37攝氏度),而與周圍的水溫無關。在同一化石層中發現的附近的小魚,其體溫被認為更接近水溫,它們的體溫統計資料變化更大。

這一發現並不意味著魚龍、蛇頸龍和滄龍完全是內溫動物(能夠透過內部機制(如顫抖或脂肪燃燒)來控制其體溫)。相反,這些爬行動物,與今天的蜥蜴和蛇不同,可能是恆溫動物,這是一種“溫血”體溫調節的型別,需要維持相對穩定的體溫。稜皮龜透過巨溫性(一種恆溫性)來實現這一點,依靠它們足夠大的身體質量來保持穩定的內部溫度。

同樣,加州大學戴維斯分校地質系的Ryosuke Motani在發表在同一期《科學》雜誌上的一篇文章中指出,魚龍和蛇頸龍也足夠大,可能是巨溫動物。這兩種爬行動物被認為是“巡航者”,它們不斷移動尋找獵物,因此可能受益於更高的代謝率——這也將幫助它們將活動範圍擴充套件到更冷的海域。然而,滄龍體型稍小,並且透過伏擊捕獵。儘管它們似乎比附近的魚類體溫更高,但Motani提出,它們可能是變溫動物,其體溫隨環境溫度而變化。

作者指出,作為參照的魚類可能與大型捕食者具有不同的同位素讀數,因為它們在整個水柱中游動,或者因為它們可能在略有不同的時間沉積在沉積物中。研究人員在論文中認為,他們發現的溫度趨勢足夠強烈,表明這些變數並不能解釋大型爬行動物體溫持續存在的差異。

Motani還警告說,一些溫度讀數可能受到氧同位素的“時間依賴性耗竭”的影響,這意味著“化石越古老,除非消除偏差,否則估計的溫度越高”。根據他的計算,這種調整會將動物的平均體溫降低到24攝氏度至26攝氏度——更接近現代恆溫海洋生物(如金槍魚和稜皮龜,其溫度範圍為20攝氏度至25攝氏度)的範圍,而不是現代海洋哺乳動物的體溫。

無論侏羅紀魚龍和蛇頸龍的確切體溫是多少,這項新見解都是朝著確定這些動物的祖先可能在何時發展出調節自身體溫的能力邁出的一步。Motani指出,這將為研究人員提供一個難得的“機會來闡明環境對進化的影響”。

圖片:來自摩洛哥晚白堊紀的蛇頸龍科蛇頸龍牙齒,由Christophe Lecuyer提供。

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