过去三十年的研究表明,一些恐龙很可能像鸟类,有羽毛,也许还能够产生自己的体温,这一观点对普遍观点提出了挑战。
化石显示,恐龙全年生活在北极。 Davide Bonadonna/维戈大学/伦敦大学学院
恐龙是像鸟类和哺乳动物一样的温血动物还是像爬行动物一样的冷血动物?这是古生物学最古老的问题之一,答案很重要,因为它阐明了史前生物可能如何生活和行为。
人们普遍认为恐龙都是缓慢、笨重的蜥蜴,靠晒太阳来调节体温,但过去三十年的研究表明,一些恐龙很可能像鸟类,有羽毛,也许还能够产生自己的体温,这一观点对普遍观点提出了挑战。
然而,很难找到证据毫无疑问地表明恐龙的新陈代谢是什么样的。来自恐龙蛋壳和骨头的线索表明,一些恐龙是温血动物,而另一些则不是。
周三发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究表明,三个主要恐龙群体对温度变化的适应能力不同,在大约 1.8 亿年前的侏罗纪早期就进化出了调节体温的能力。
这项新研究基于 1000 种恐龙物种的化石和古气候信息,研究了整个恐龙时代恐龙在地球上不同环境中的传播情况,恐龙时代开始于约 2.35 亿年前,结束于 6600 万年前小行星撞击地球时。
研究表明,三个主要类群中的两个——食肉兽脚类恐龙(包括霸王龙)和食草鸟臀目动物(其著名成员包括三角龙和剑龙)——在侏罗纪早期传播到了寒冷的气候中生活。根据这项研究,这些恐龙可能已经进化出吸热性,或者说具有内部产生体温的能力。
2021 年 10 月,参观者在巴黎德鲁奥拍卖行拍卖前,参观一具超过 6600 万岁的巨型三角龙骨架,该恐龙被命名为“大约翰”。Sarah Meyssonnier/Reuters
两个适应性强的恐龙群
研究人员写道,兽脚亚目动物和鸟臀目动物在各自的进化历史中生活在广泛的热地景观中,并且“适应性非常强”。最近的化石发现表明,不同种类的恐龙甚至在北极繁衍生息,全年在那里繁殖和生活。
“温血动物通常更活跃,例如,冷血动物通常不会筑巢,”该研究的主要作者、伦敦大学学院地球科学系皇家学会牛顿国际研究员阿尔菲奥·亚历山德罗·基亚伦扎博士说。
相比之下,研究发现,高大的食草蜥脚类恐龙生活在地球上温暖、低纬度的地区,而某些栖息地拥有更丰富的树叶并不是唯一的原因。研究人员写道,蜥脚类动物,包括雷龙和梁龙,似乎也在干旱的大草原环境中繁衍生息,并实行“长期的气候保守主义”。
“它与我们对其生态的想象非常吻合,”基亚伦扎说。 “它们是有史以来最大的陆地动物。如果他们是热血的,他们可能会过热。”
更重要的是,他补充说,如果它们是温血动物,它们需要消耗的植物物质数量将是不可持续的。
“(这些动物)生活在群中,我们知道每只动物的数量相当于 10 头非洲象。 (如果它们是温血动物)它们只会破坏植物生命。作为活生生的动物,它们变得更加冷血更有意义。”
然而,芝加哥菲尔德自然历史博物馆的博士后研究科学家贾斯米娜·维曼表示,这项研究的结果与她自己的研究形成了鲜明对比,她自己的研究着眼于恐龙化石中发现的氧气摄入的分子痕迹。她 2022 年的研究表明,鸟臀目动物更有可能是冷血动物,而蜥脚类动物是温血动物。
她质疑恐龙的生物地理范围在多大程度上是由其代谢能力决定的,而不是由行为、生长策略、饮食偏好和其他生态相互作用等其他因素决定的。
“一些生长速度非常快的动物(即蜥脚类动物),并且根据需要,新陈代谢很快,在这里被发现是冷血动物,而其他生长速度非常慢的动物(即角龙)则被恢复为恒温动物,”维曼说。 “这些差异需要得到解决。”
进化触发
基亚伦扎表示,该模型由伦敦大学学院和西班牙维戈大学的研究人员开发,表明最早的恐龙更多是爬行动物和冷血动物。但 1.8 亿年前的火山活动导致全球变暖,被称为“詹金斯事件”,这可能是内部产生身体热量的能力进化的触发因素。
“这个时候,出现了很多新的恐龙类群。也许是这场环境危机的结果,吸热性的采用可能使兽脚亚目动物和鸟臀目动物能够在寒冷的环境中繁衍生息,使它们能够高度活跃并在较长时间内维持活动,从而更快地发育和生长并产生更多的后代,”他在新闻稿中说。
与所有基于模型的研究一样,该研究根据现有信息做出预测。新的化石或气候信息可能会改变这一情况。 “当然,如果蜥脚类恐龙出现在北极,情况就会改变,”基亚伦扎说。
新墨西哥自然历史与科学博物馆执行馆长、古生物学家安东尼·菲奥里洛(Anthony Fiorillo)表示,这项研究“很有趣”,也是“第一次真正尝试量化我们中的一些人之前考虑过的广泛模式。”菲奥里洛也是达拉斯南卫理公会大学的高级研究员,他没有参与这项研究。
“他们的模型有助于增强我们对恐龙及其相关生理学的生物地理学理解,”他说。
“这项研究为我们提供了一个平台,可以进一步测试我们认为我们可能知道的东西。”