說到恐龍,對于大多數人而言,首先映入腦海的就是“巨大”這個形容詞。這樣說沒錯,恐龍中確實出現了體型最大的陸生植食性動物巴塔哥泰坦龍,最重的陸生肉食性動物——雷克斯暴龍。雖然說恐龍當中也有小個子,比如在樹林間攀爬營生的胡氏耀龍,嘗試四翼飛翔的顧氏小盜龍。但總體而言,恐龍生存的年代的確可以說是巨人的時代。
氧氣含量高,體型就大?
聰明的你一定會第一時間想到一個“科學”的說法,那就是中生代(三疊紀、侏羅紀和白堊紀)的氧氣含量比較高,因此一些恐龍才有了如此巨大的體型。
那么,事情真的是這樣嗎?
反向思考:如果
說脊椎動物在氧氣含量高的地方體型大,氧氣含量低的地方體型小,那為什么西藏的哺乳動物,如耗牛、藏獒那么,事情真的是這樣嗎?
翼展近1米的巨脈蜻蜓
證據不足:中生代長達近兩億年,空氣中含氧量也存在多次起伏和變化的可能性。也就是說,中生代可能有時候氧氣含量比現在高,有時候反而比現在低。一概而論是不可取的。
石炭紀時期,昆蟲和其他節肢動物體型都很大。由于節肢動物特有的呼吸與代謝系統,高氧氣含量導致了它們的大體型
高效的呼吸系統
恐龍調查局
包括昆蟲在內的節肢動物在生理結構上與包括恐龍、人類在內的脊椎動物完全不同。昆蟲是通過遍布身體的氣管與外界進行氣體交換來呼吸的,發生在體表,相對被動。而包括恐龍、人類在內的脊椎動物的呼吸器官一肺,深埋胸腔之內,是不暴露在空氣當中的,主要是通過相對主動的肺呼吸作用調節。空氣中較高的氧氣含量對于以昆蟲為代表的這種呼吸方式來說,確實可以提高很高的效率。但是對脊椎動物這種相對主動的呼吸系統來說,影響并不會非常明顯。
反向思考:你現在已經知道,恐龍尚未滅絕,現今的鳥類就是恐龍的后代,我們常吃的禽類—家雞就屬于一類獸腳類恐龍。如果氧氣含量高了,恐龍這類脊椎動物體型就大,那么我們為什么不在高氧環境下養雞呢?
簡單來說,蜥腳類恐龍實際上有一個非常高效的呼吸系統,對空氣中的氧氣利用率極高,類似鳥類。因此,空氣中平均氧氣含量的波動,應該對這類恐龍日常生活影響不大,不會存在氧氣高了體型就變大,氧氣少了體型就變小的情況。
恐龍是如何突破體重極限長成龐然大物的?
消化生物學
今天的食草動物,比如牛、馬、羊等都具有發達的咀嚼能力和消化系統,這的確提高了食物的利用效率,但是限制了進食的效率,所以也限制了體型上的持續增長。蜥腳類恐龍幾乎無法對食物進行咀嚼(這也是它們都是小腦袋的原因),所以便將更多的時間用于吞食,大量的食物會在其巨大的胃腸中慢慢消化,而龐大的消化系統就需要巨大的體型來承載。
心血管系統
蜥腳類巨大的體型必然需要一顆強大的心臟為身體供血,而它們強有力的四腔室心臟完全可以勝任,同時在演化過程中,蜥腳類的血管壁變厚、毛細血管滲透性降低、結締組織不斷發育、肌靜脈泵加強等,都保證了血液在龐大身體內的流通。
生長策略
蜥腳類恐龍剛從蛋里破殼而出的時候都非常小,體長大約1米,體重只有1千克。為了能夠更快長大,年幼的蜥腳類恐龍必須加速生長,它們具有不同于成年恐龍的高基礎代謝率。所以從出生開始,幼年蜥腳類恐龍就保持著驚人的生長速度,年體重增長是按噸來計算的。當蜥腳類恐龍成年之后,其原有的高基礎代謝率便轉為低基礎代謝率,轉入了低能耗狀態。成年之后的蜥腳類恐龍并不是完全停止增長,它們的體型將繼續緩慢增長,直到死亡,所以越年長的個體體型就越大!
重龍遭到了異特龍的圍攻,體型上的優勢可以保它平安