为什么一些恐龙如此庞大

体型巨细是动物体的一个中心生物指标,对动物的运动、取食、繁衍和生理等诸多方面都有重要影响,一起这一指标对个体发育、性双型以及自然挑选和性挑选等方面的研讨也至关重要。体型的演化,无论是大型化仍是小型化都具有十分重要的演化含义。

  在恐龙的演化过程中,小型化相对罕见却十分关键,因为这一过程与许多重要类群的起源有关,比方兽脚类恐龙的小型化敞开了鸟类的起源进程。恐龙体型的大型化相对遍及。因而著名古生物学家柯普提出了柯普规律(Cope’s rule),他以为生物倾向于在演化前史中体型变大, 驱动力是大体型的挑选优势。但是,不同学者对柯普规律有不同观点, 一些研讨成果也表明柯普规律并不遍及适用于所有类群。但经过对不一起期、不同种类恐龙的体型巨细数据分析,证明恐龙内部许多演化支系都出现了大型化现象,所以恐龙学者一般以为柯普规律遍及适用于恐龙类。

虽然有关恐龙巨型化的研评论文数量很多, 但咱们对恐龙巨型化的原因依然了解甚少, 恐龙巨型化成为了一个难解的演化生物学问题。Science 杂志在创刊125周年之际选出了125个最具挑战性的科学前沿问题, 其间“一些恐龙为什么如此庞大”就位列其间。

  那么,是什么要素导致了各类恐龙的巨型化呢?

  这个问题最直接的研讨方法就是分析研讨目标的成长战略。相关研讨显现,恐龙巨型化一般有3种成长战略: 加速成长速率、延迟成熟年龄, 或许二者结合。例如,美国弗罗里达州立大学古生物学家Erickson对暴龙类的成长模式的研讨就指出:暴龙类最著名的代表——雷克斯霸王龙体型巨大的主因是它们成长速率的加速。对巨型蜥脚类恐龙的成长发育研讨显现,快速的成长也是蜥脚类巨型化的主要原因。

进一步的问,是什么导致了巨型恐龙为什么会出现长时间加速成长的现象?传统观点以为这是环境和生物本身一起效果的成果。环境要素与生物的体型息息相关。科学家提出大气构成、温度高低、食物构成等多方面环境要素或许会对恐龙体型演化存在潜在影响。部分环境要素影响体型的情况在现生动物中也能够找到典范。但是,不同动物类群大型化的环境原因显著不同,恐龙巨型化也是如此。因而,现在学界遍及以为恐龙各个类群的巨型化不适于用一个或许一组环境要素解释。

  近年来,更多学者企图从恐龙自身的生物要素着手,去评论恐龙的巨型化原因。从生物力学的视点,体型增大有一系列挑选性优势,但随着体型增大, 这些优势将减弱, 最终消失。有研讨以为蜥脚类巨型化或许和高消化功率相关,但也有研讨以为,高功率消化和大型化似乎并不相关。蜥脚类巨型化研讨,应该从寻觅消化生理模型转向对食物质量和可用生物量的相关性,以及基于体型巨细和取食挑选相关性的生态模型的探寻。一项3个兽脚类亚类群的研讨并没有支撑消化功率和大体型具有相关性。于是有研讨人员从呼吸生理学的视点探讨恐龙的巨型化。研讨人员以为, 具有似鸟呼吸生理机制是翼龙类巨型化的一个前提条件;蜥脚类和兽脚类也具有似鸟呼吸系统, 或许为这两类恐龙的巨型化供给了条件。最近一项有关四足类动物骨细胞形状的研讨显现, 鸟类和其他蜥臀类恐的骨细胞表面积显着大于其他四足类动物, 这或许促进了骨骼成长速率增长, 成为蜥臀类恐龙巨型化的一个或许的原因。鸟臀类恐龙没有似鸟的肺部和表面积巨大的骨细胞, 但是这一类群也有巨型代表。所以,这些研讨表明, 不同恐龙类群的巨型化要素或许并不相同,或许至少不完全一样。

  现在对蜥脚类恐龙的巨型化研讨相对最为具体和深入,并在近期取得了重要的进展。科学家发现,蜥脚类恐龙具有的小型头部、加长的颈部、骨骼发育广泛的气腔化、无咀嚼的进食行为和发达的胃磨功用,这些或许对于蜥脚类巨型化起了至关重要的效果。

  咱们知道巨型动物的能量消耗十分巨大,它们是如安在低能耗情况下获取很多植物性食物?这是蜥脚类恐龙巨型化需要解决的最基本问题。研讨显现蜥脚类主要摄食C3植物,中生代时期C3植物数量充足,且从能量视点至少和现生草本植物适当,这为巨型蜥脚类恐龙供给了充足养分资源。一起,蜥脚类恐龙极长的颈部能够协助它们在低能耗的情况下,覆盖更大趋势规模,充分的利用植物资源。

Author: admin

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注