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大型恐龍是溫血動物 有望解決古生物學(xué)史最久爭論
關(guān)鍵詞： 古生物學(xué) 恐龍化石 體溫 哺乳動物 同位素 研究人員 圓頂龍 恒溫動物 礦物質(zhì) 科學(xué)家
對圓頂龍和腕龍的牙齒進行的化學(xué)分析表明，這些大型生物的體溫與哺乳動物類似。(圖片提供：Dmitry Bogdanov；Thomas Tutken/波恩大學(xué))
古生物學(xué)家Richard Owen在1842年挖掘一具恐龍化石時，認為它看起來像一類爬行動物——一只生有鱗片、動作遲緩的四肢以及冷血的“恐怖蜥蜴”。然而人們今天知道許多恐龍是快速、有力而兇悍的。自上世紀(jì)60年代開始，科學(xué)家便一直在爭論，遲緩的爬行動物的那些冷血的生理特征能否為像迅猛龍這樣敏捷而迅速的恐龍?zhí)峁﹦恿?。如今，科學(xué)家利用一項曾為氣候?qū)W家所獨享的技術(shù)，證明了大型的四足恐龍與哺乳動物具有類似的體溫——有證據(jù)表明，它們要么是溫血動物，要么比現(xiàn)代爬行動物更善于保持體溫。
美國帕薩迪納市加利福尼亞理工學(xué)院的進化生物學(xué)家Robert Eagle是從該校的同事那里聽說這項技術(shù)的，后者曾用它來重建古代氣候。通過分析古老巖石中的礦物質(zhì)，地球化學(xué)家能夠確定不同化學(xué)同位素的相對數(shù)量。不同同位素的形成往往取決于在高溫或低溫條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
這種名為“集群同位素溫度測定法”的技術(shù)集中研究了與碳和氧的化學(xué)鍵有關(guān)的一種反應(yīng)。在較低溫度下形成的礦物質(zhì)中，更多罕見的同位素碳13與氧18易于構(gòu)成化學(xué)鍵。通過研究礦物質(zhì)中捕獲的二氧化碳，加利福尼亞理工學(xué)院的地球化學(xué)家John Eiler與其他研究人員曾試圖確定在這些礦物質(zhì)形成的時候，地球的溫度是多少。
作為一名訓(xùn)練有素的古生物學(xué)家，Eagle意識到，他可以使用這項技術(shù)對生物磷灰石進行研究，后者是構(gòu)成牙齒琺瑯質(zhì)的一種礦物質(zhì)。Eagle說：“它就像是一個體溫計。”最終的結(jié)果將有助于添加新的數(shù)據(jù)，從而解決恐龍是冷血動物還是恒溫動物的爭論——他將其稱之為“古生物學(xué)史上最久的爭論”。為了找到最終的答案，他的研究小組分析了發(fā)掘自美國俄克拉何馬州、懷俄明州以及坦桑尼亞的體重30噸的長頸腕龍和50噸的圓頂龍的11枚牙齒化石。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些1.5億年前的琺瑯質(zhì)的形成溫度介于36攝氏度至38攝氏度之間，這一溫度與哺乳動物的體溫類似。現(xiàn)在看來，恐龍竟然是溫血的。
但是這并不足以平息爭論。作為一種真正的溫血動物，恐龍將不得不持續(xù)保持相同的高體溫。然而，大型的恒溫動物卻面臨著一個與體溫有關(guān)的問題，那就是它們巨大的身體往往保存了太多的熱量。這種被稱為巨溫性的現(xiàn)象會導(dǎo)致它們身體過熱。并未參與此項研究的印第安納州韋恩堡印第安納大學(xué)—普渡大學(xué)的生理學(xué)家Frank Paladino指出，現(xiàn)代巨獸，例如大象，總是“活在過熱的邊緣”。他說，之前的模型研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，那些最大的恐龍如果是與哺乳動物類似的溫血動物，它們的體溫將達到40攝氏度至45攝氏度——這對于大多數(shù)生物而言都太熱了。
因此如果恐龍是恒溫動物，它們必定具有某種制冷系統(tǒng)。研究人員在6月23日在線發(fā)表于美國《科學(xué)》雜志上的一篇論文中推測，恐龍可能通過它們長長的脖頸和尾巴，或是表皮下的氣囊來釋放多余熱量，或是用一些至今未知的機制來降溫。