恐龙可以长辣么大,人为什么不行?( 三 )


另一个“天花板”因素是哺乳动物的胎生系统 。 这种系统运作非常耗费母亲的能量, 一般而言, 动物越大, 它的胎儿也就越大, 胎儿在母体内孕育的时间就越久, 因此整个繁殖过程就会变长, 这会影响种群数量恢复 。 这样的悲剧在现今非洲的大型哺乳动物中非常常见, 比如非洲象和白犀牛 。 一旦种群数量下降, 繁殖周期过长会导致它们快速走向灭绝 。
再回到恐龙, 我们会发现, 恐龙的巨型化不是没有道理的, 而是它们一个个打破了体型大型化的 “天花板” 。
鸭嘴龙类是一类大型鸟臀类植食性恐龙, 它们也是仅次于蜥脚类恐龙的第二大体型的植食性恐龙类群 。 它们其实没有突破咀嚼的“天花板”, 但是它们演化出了一种远比现在哺乳动物牙齿高效的咀嚼方式或者说结构(齿板tooth battery), 所以是鸭嘴龙类把这个“天花板”抬高了, 所以体重可以达到几十吨, 相比新生代陆地上最大型的动物大象和犀牛, 还是大了很多的 。
鸭嘴龙类的齿板, 图片来源:https://www.agefotostock.com/age/en/Stock-Images/Rights-Managed/MEV-10850724)
而最大的恐龙, 蜥脚类恐龙, 可以说是突破了咀嚼的极限 。 因为它们吃东西根本就不咀嚼 。
德国波恩大学的科研团队提出过一个蜥脚类恐龙的生理模型 。 形象来说, 蜥脚类恐龙就是一个活着的树叶吸尘器加一个行走的沼气池 。 蜥脚类恐龙没有发达的咀嚼系统, 甚至没有胃磨(胃石加蠕动)系统, 它甚至可以把食物从消化道末端一直堆到脖子 。 吃进去的植物在高温和消化酶, 也有可能是微生物的作用下分解产生能量, 维持这个系统运作 。 蜥脚类恐龙本身很懒, 身体重的部分不用怎么动, 只要把身体挪到一片林子里面, 剩下的动脖子就行了, 吃完之后换下一片 。
蜥脚类的长脖子, 是它们高效进食的重要“武器” 。 图片来源维基百科
蜥脚类恐龙在低能耗的情况下, 高速的获得能量, 自己消耗的还少 。 同时, 它们也有类似鸟类的双重呼吸系统, 可以有效的维持大量氧气供应, 使得食物得到很好地消化吸收, 维持很高的代谢 。
德国科学家提出的蜥脚类恐龙大型化的生理模型 。 翻译自Sander et al., 2013
总结而言, 蜥脚类恐龙是脊椎动物演化史上的一个异类, 它们本身拥有的一系列有利于大型化的结构和生理特征才造就了这个类群的大体型 。
最后总结一下 。 目前对恐龙体型演化的研究, 一般认为不同类群的恐龙体型变化原因是不同的 。 不像无脊椎动物, 脊椎动物的体型演化方式是非常主动的, 不同环境条件下都有适应这个环境并演化到大体型的动物类群 。
很多人认为, 自从人类出现后, 动物的体型好像都变得比较小了, 那动物界还存在像恐龙一样体型庞大的动物么?其实是存在的, 人类已知体型最重的脊椎动物, 也就是蓝鲸, 就与人类一起生活在这个时代 。
一只成年蓝鲸, 图片来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%93%9D%E9%B2%B8#/media/File:Blue_Whale_001_body_bw.jpg
参考文献:
1徐星 & 赵祺. 恐龙巨型化研究进展. 科学通报 61, 695-700 (2016).
2Sander, P. M. et al. Adaptive radiation in sauropod dinosaurs: bone histology indicates rapid evolution of giant body size through acceleration. Org Divers Evol 4, 165-173, doi:Doi 10.1016/J.Ode.2003.12.002 (2004).
3Hummel, J. & Clauss, M. in Biology of the sauropod dinosaurs-Understanding the lift of giants (eds N Klein, K. Remes, C. T. Gee, & P M Sander) 11-33 (Indiana University Press, 2011).
4Sander, P. M. An Evolutionary Cascade Model for Sauropod Dinosaur Gigantism - Overview, Update and Tests. Plos One 8, e78573, doi:10.1371/journal.pone.0078573 (2013).

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