動物溫血之謎新解

溫血:進化未解之謎

如果你現在就停止吃東西，將活不過幾天，然而一隻鱷魚要是停止進食，卻能活上一年還多。為什麼會有這麼大的差異？因為你需要消耗食物來產生熱量，維持體溫，而鱷魚並不需要；換句話說，你是溫血動物，而鱷魚是冷血動物。

在自然界，只有哺乳動物和鳥類才是溫血的，而像昆蟲、魚類和爬行動物都是冷血的，它們的體溫會隨著環境溫度的變化而變化。動物進化出溫血，這至今依然是生物學上一個很大的謎。的確，溫血會帶來很多好處，比如在寒冷的環境中保持活力；偎依在母親溫暖的懷抱里，小寶寶們會感覺更加舒適，等等。

但問題是，如果像許多動物一樣，只有當需要的時候，才讓身體發熱，或者有選擇性地只讓身體的某個部位發熱，那將能夠給你帶來更多的好處。在這種情況下，你對食物的需求量將大為減少，你就不必不分晝夜忙於覓食了，因此也減少了種種危險。

舉例來說，棱皮龜只有在游泳的時候才設法去保持自己的體溫，使之只比海水溫度高10℃多一點，這樣，比起別的海龜，它們能潛到更深、更冷的海水中捕食；而旗魚在捕食的時候，只選擇性地讓自己的眼睛和大腦保持溫暖；一些鯊魚和金槍魚呢，則只讓身上那些負責遠距離游泳的肌肉溫度稍高於水溫；甚至一些昆蟲，像天蛾，都能夠做到只在它們需要的時候才產生熱量。

而大多數鳥類和哺乳動物則不同，它們幾乎要一天24個小時保持著體溫。對於哺乳動物，它們的平均體溫是37℃，對於鳥類，則是40℃。兩者的體溫一般都遠高於環境的溫度。為了維持這麼高的體溫，付出的代價可不菲。一些溫血動物一天內不得不吃的食物量，對於同樣大小的冷血動物來說，就夠吃一個月了。看來這真是一種鋪張浪費的生存方式。

生物學家們一直在試圖理解為什麼動物會溫血的。傳統的解釋是，這是小型食肉動物為了那種更需活力的捕獵生活進化而來的。但2008年，荷蘭生態學家馬歇爾·卡拉森提出一個全新的觀點，認為溫血是動物由食肉向食草過渡時，為了平衡營養需要而進化來的。這個觀點不僅能夠解釋動物為何會有溫血，而且還能解釋關於恐龍的一個由來已久的謎團（見超級鏈接：恐龍為什麼長那麼大？）。

食譜變化

讓動物變溫血？

我們知道，動物對營養的需要是多方面的，碳、氮、氧、磷……等元素，一樣都不能少。但對於食草類動物，有一個眾所周知的問題，即如何獲得足夠的氮，因為氮是製造蛋白質、DNA和RNA必需的元素。實際上，你要是只吃樹葉，那麼只會得到太多的碳，而氮卻依然匱乏。不妨打個比方，如果1籃草能滿足你一天需氮量的1/5，那麼你一天吃5籃草就可以了。但你怎麼處理吃下去的多餘的碳呢？一種很簡單的辦法，那就是「燒掉」，即把它轉化成二氧化碳通過呼吸排出來。在「燒」的過程中，不可避免要產生大量的熱，而這就是溫血的由來。

如此看來，溫血是動物從食肉型向食草型轉變的過程中，為了保持氮平衡而進化來的。保持營養平衡曾經是動物進化的一個很大的驅動力，但這一點通常被人們忽視。那有沒有化石記錄為證呢？

在地質史上，大氣中二氧化碳的濃度開始下降，主要是由於具有更發達根系的開花植物使岩石風化得更快造成的，因為這一過程吸收了大氣中的二氧化碳。在整個白堊紀，由於開花植物的興起，二氧化碳的濃度幾乎下降了一半。

含氮更豐富的開花植物的出現（在此之前是蕨類等裸子植物），對於一些恐龍來說，就有了食草為生的可能。在時間上，開花植物的興起正好與像猶他鐮龍之類的獸腳類恐龍由食肉型向食草型轉變的時期重合。至關重要的是，這類恐龍與鳥類在血緣上非常親近，而鳥類是溫血動物。由此看來，「劇情」梗概大概是這樣：隨著開花植物的興起，包括鳥類的祖先在內的一些小型恐龍開始轉向食草型，與此同時也由冷血轉變為了溫血。

遺憾的是，目前化石還不能提供確鑿的證據來證明這一點。早期的哺乳動物物，比如二齒獸和犬齒獸，在大約2億年前的三疊紀已經進化成了溫血動物。如果它們都是食草的，那或許能作為一個有力的證據，但可惜它們有一些是食草型的，有一些卻是食肉型的。這樣，我們得上溯到它們更早的祖先，看看它們的食物類型才能做出判斷，但目前並不清楚更早的祖先是誰。

過去，多數理論認為溫血最先是在小型食肉動物身上進化出來的。而這項新理論所持的觀點卻恰恰相反。如果新理論所說的是正確的，那麼我們今天之所以溫血，就是拜賜於那些植物性的食物呢。

恐龍為什麼長那麼大？

蜥腳類恐龍，像雷龍，是地球上有史以來最大型的動物。最重的大約100噸，最長的，從頭部到尾巴，大概60米。

它們為什麼長這麼大長久以來是一個謎。2002年，一位南非生態學家提出一個觀點，認為這源於它們飲食結構的缺陷。

在侏羅紀，食草的恐龍要想獲得足夠的氮，遇到一個很大的問題。那個時候，大多數植物的氮含量都比較低，而空氣中二氧化碳的濃度卻差不多比現在高10倍。

在那種環境下，長成大塊頭有一個好處，即當動物塊頭變大之後，它的新陳代謝率就下降了，與之一起下降的還有生長速率。這樣一來，對食譜中氮的需求量就減少了，於是單純依賴於植物性食物生活就有了可能。

幼年期的蜥腳類恐龍，當處於長身體的時候，在它們所吃的食物中必定要補充少量的肉，甚至可能還有真菌類，因為這些食物都能補充氮。然而，一旦它們長成巨無霸，就只好完全依賴於含氮低的樹葉為生了。

除了氮，其實蜥腳類恐龍還面臨磷攝入不足的問題。

為了支持其體重，這些巨無霸們比起小型動物來，需要更粗壯的骨骼，這意味著它們需要更多的磷，因為健康的骨骼是由一種叫羥磷灰石的骨鹽組成的。那些生長迅速、高大的植物一般富含磷，所以蜥腳類恐龍或許要靠吃這些大樹的葉子來攝取足量的磷。而為了吃到大樹的葉子，它們自己不得不長得更高。

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