為何一些恐龍的體型巨大？也許是特殊消化系統造成的

十七世紀末,英國人普洛特.佳龍盛撰寫了一本牛津郡的自然歷史書,書中記載了卡羅維拉教區的一個採石場里,發現一根巨型的腿骨化石,他為這一腿骨化石畫了一幅插圖,且明確的指出它並不屬於牛、也不屬於馬和大象等等,而是屬於一種身材高大、強壯無比的「泰坦」。此後,古生物學家依據書里的描述和插圖,認定這一巨型腿骨化石屬於一種名為「鋸齒龍」的恐龍,而且確定普洛特.佳龍盛是第一位記錄恐龍化石的人。與普洛特.佳龍盛一樣,十七世紀至十九世紀初期的人們普遍認為,偶爾出土和轟動一時的巨型骨骼化石屬於神話故事裡的巨人族、或是「泰坦」。

十九世紀中葉,英國科學家理查德.歐文研究了一些巨型骨骼化石,認定它們是某種史前生物留下來的遺骸,且把它們命名為「恐龍」,人們對消亡了數千萬年的恐龍才有了初步的認識。1993年,史蒂文.斯皮爾伯格執導的科幻片《侏羅紀公園》(改編於邁克爾.克萊頓撰寫的同名小說)引發了全球性的轟動,它採用劃時代的特效技術,讓博物館中骸骨嶙峋的恐龍,以栩栩如生的形象呈現於觀眾們的眼前,既讓人嘆為觀止、又讓人萌生了眾多疑問,比如一些恐龍的體型為何極為龐大?如此龐大的體型又有怎樣的演化優勢呢?

《科學》雜誌創刊125周年之際,評選出了125個極具挑戰性的科學難題,而「一些恐龍為什麼如此龐大」這一問題就列入其中。美國佛羅里達州立大學的古生物學家埃里克森認為,關於恐龍體型的研究和論文並不少,可古生物學家們對恐龍「巨型化」的原因知之甚少,他們只能從分析和研究恐龍的生長策略入手。相關的研究表明,體型巨大的恐龍一般遵循了3種生長策略:1.加速生長的速率;2.延緩成熟的年齡;3.前兩種生長策略的結合。埃里克森對雷克斯霸王龍進行了長年研究,發現它們體型巨大化的主因就是生長速率的飆升。

那麼,為何一些恐龍會出現生長速率大幅提升的現象呢?古生物學界的主流觀點認為,這一現象是「環境因素」(比如大氣成分、全球平均溫度、以及食物營養成分等等)和「生物因素」(比如一部分恐龍的內分泌系統、消化系統和基因等等)共同作用所導致的,埃里克森認為,越來越多的古生物學家把恐龍的生物因素作為切入點,研究和探討恐龍巨型化的原因,比如古生物學家發現,蜥腳類恐龍的頭部較小、頸部細長、進食的過程中並不咀嚼食物、胃部的研磨能力十分強大等等,這些特點對蜥腳類恐龍的巨型化至關重要。

首先,中生代時期的C3植物極為茂盛,其營養成分與現今的草本植物相近,這樣的話,蜥腳類恐龍就獲得了豐盛的食物資源;其次,蜥腳類恐龍可能演化出了後腸發酵室,與現今的奇蹄類哺乳動物一樣,蜥腳類恐龍吞下的食物可以長期停留在後腸發酵室中,不間斷的進行消化和吸收;最後,蜥腳類恐龍的呼吸系統和心血管系統較為特殊,它們的呼吸系統與現今的鳥類一樣非常高效,肺部的氣囊還可以調控它們的體溫,這樣的話,蜥腳類恐龍就不用擔心體溫過熱和血液循環的問題了。

小考題:你認為全球氣溫越來越高的話,現存的爬行動物會不會體型巨大化呢?歡迎你留言討論。

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