近日，電影《侏羅紀(jì)世界2》在內(nèi)地上映，劇中碼頭邊被火山灰和巖漿吞沒(méi)的腕龍賺足了觀眾的眼淚，也讓人記住了這個(gè)悲傷無(wú)助的“大個(gè)子”。
腕龍屬于蜥腳類(lèi)恐龍，這類(lèi)恐龍都是植食性恐龍，也是地球歷史上最大的陸生動(dòng)物。在蜥腳類(lèi)恐龍中像腕龍這樣體型龐大的還有很多，目前已知最大的身長(zhǎng)可達(dá)54米。雖然目前的研究還不能確定到底是什么因素使得蜥腳類(lèi)恐龍如此巨大，但研究人員從外部環(huán)境與恐龍自身特征等角度對(duì)比得出了多種解釋。
解釋一：順應(yīng)進(jìn)化規(guī)律，長(zhǎng)得大有生存優(yōu)勢(shì)
一個(gè)多世紀(jì)前，美國(guó)古生物學(xué)家愛(ài)德華·德林克·柯普通過(guò)觀察化石記錄的信息發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物的軀體隨著進(jìn)化發(fā)展而不斷增大，剛開(kāi)始時(shí)個(gè)體一般較小，隨著時(shí)間推移，后代會(huì)變得越來(lái)越大。生物學(xué)家把生物的這種體型趨于增大的進(jìn)化趨勢(shì)稱(chēng)為“柯普法則”。比如，馬是從和狗一般大小的動(dòng)物持續(xù)進(jìn)化而來(lái)的。
“依據(jù)‘柯普法則’，很多動(dòng)物的體型都有變大的趨勢(shì)，這是生存的需要，體型越大，自衛(wèi)能力越強(qiáng)，越不容易成為被捕食的對(duì)象?！敝袊?guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員徐星告訴科技日?qǐng)?bào)記者。也就是說(shuō)，可能是生存競(jìng)爭(zhēng)使得蜥腳類(lèi)恐龍長(zhǎng)成了“巨無(wú)霸”，這樣它在攻擊、逃避、覓食、確立勢(shì)力范圍、爭(zhēng)奪雌性等時(shí)，都處于有利地位，同時(shí)也不用擔(dān)心自己受到食肉動(dòng)物的攻擊。與此同時(shí)，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員汪筱林表示，蜥腳類(lèi)恐龍主要生活在侏羅紀(jì)，那個(gè)時(shí)期的植物主要是裸子植物，比如銀杏、松柏類(lèi)等，這些樹(shù)木高大，為了要吃到這些枝葉，恐龍也會(huì)逐漸進(jìn)化出龐大的體型。
但是，也有人疑惑為什么現(xiàn)在的動(dòng)物沒(méi)有長(zhǎng)到像蜥腳類(lèi)恐龍那么大呢？
解釋二：省去咀嚼時(shí)間，吃得多才能長(zhǎng)得大
有觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)在的哺乳動(dòng)物之所以沒(méi)有像蜥腳類(lèi)恐龍一樣龐大的“身板”，是因?yàn)樗鼈冮L(zhǎng)到一定程度之后就不長(zhǎng)了。這與它們每天有限的進(jìn)食量有關(guān)。比如，雖然大象每天用于進(jìn)食的時(shí)間多達(dá)18個(gè)小時(shí)，但是它在進(jìn)食時(shí)要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行咀嚼，這就決定了它每天的進(jìn)食量是有限的，事實(shí)上大象每天吃掉的食物約為200千克。
然而，蜥腳類(lèi)恐龍每天卻能吃掉1噸食物。“一般認(rèn)為蜥腳類(lèi)恐龍?jiān)谶M(jìn)食時(shí)不需要進(jìn)行咀嚼，它們用牙齒咬下樹(shù)葉和樹(shù)枝，然后將食物直接吞下，這樣就省去了大量用于咀嚼的時(shí)間，因而可以在一定時(shí)間內(nèi)吞下更多的食物。同時(shí)，它的腸道容積也很大，并且依靠一個(gè)龐大的菌群消化，整個(gè)腸道就像發(fā)酵池，這樣的特點(diǎn)使得它每天的進(jìn)食量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)在的哺乳動(dòng)物?！毙煨钦f(shuō)。所以，它的體型也就長(zhǎng)得特別大。
此外，在恐龍生活的時(shí)期，高濃度的二氧化碳與較高的氣溫使得當(dāng)時(shí)的地球植物茂盛，這也為蜥腳類(lèi)恐龍?zhí)峁┝顺渥愕氖澄锕?yīng)。
解釋三：呼吸系統(tǒng)像鳥(niǎo)，氧氣足夠身軀所需
動(dòng)物的生存、生長(zhǎng)不僅需要食物，也需要氧氣。體型越大，其需氧量也就越多。因此，蜥腳類(lèi)恐龍如此龐大的身軀沒(méi)有一個(gè)好的呼吸供氧系統(tǒng)是肯定不行的。
在徐星看來(lái)，蜥腳類(lèi)恐龍獨(dú)特的呼吸系統(tǒng)是維持其龐大體型的一個(gè)重要因素。“從呼吸的效率上講，現(xiàn)在的鳥(niǎo)類(lèi)是呼吸效率最高的類(lèi)群之一。蜥腳類(lèi)恐龍擁有與鳥(niǎo)類(lèi)一樣的肺部結(jié)構(gòu)，呼吸效率遠(yuǎn)高于哺乳動(dòng)物。當(dāng)它們吸氣時(shí)，肺部和氣囊中充滿空氣；當(dāng)它們呼氣時(shí)，氣囊里的新鮮空氣涌出取代肺部的空氣，這意味著肺部始終擁有新鮮空氣。鳥(niǎo)類(lèi)每呼吸一次獲得的氧氣量是哺乳動(dòng)物的2.5倍。”
與此同時(shí)，與鳥(niǎo)類(lèi)十分相似的呼吸系統(tǒng)，對(duì)支撐蜥腳類(lèi)恐龍龐大的身軀多有助益。氣囊位于脊椎附近，有利于減輕恐龍四肢所承擔(dān)的重量，有研究發(fā)現(xiàn)蜥腳類(lèi)恐龍的脊椎骨上布滿了氣囊形成的空腔。
解釋四：新陳代謝旺盛，幼年增長(zhǎng)速度驚人
有些研究發(fā)現(xiàn)，蜥腳類(lèi)恐龍?bào)w型龐大也可能與其生長(zhǎng)速度有關(guān)?！霸谀硞€(gè)特定時(shí)期，恐龍的生長(zhǎng)速度特別快，每年增加的體重很多，而且也有證據(jù)顯示，其高速生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，新陳代謝旺盛。”徐星說(shuō)。
他表示，研究發(fā)現(xiàn)恐龍有一些比較特殊的生理現(xiàn)象。幼年恐龍新陳代謝效率與成年恐龍差別非常大，差距遠(yuǎn)大于其他動(dòng)物雖然幼年哺乳動(dòng)物與成年哺乳動(dòng)物在新陳代謝上也有些差別，但不會(huì)太大。而幼年恐龍新陳代謝率卻明顯高于成年恐龍，也從側(cè)面反映了恐龍?jiān)谟啄陼r(shí)生長(zhǎng)速度極快。
為了解恐龍?jiān)鲩L(zhǎng)速度，古生物學(xué)家利用顯微鏡對(duì)恐龍骨骼的切片進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)恐龍的骨骼上都有類(lèi)似樹(shù)木年輪的生長(zhǎng)線。根據(jù)這些生長(zhǎng)線，古生物學(xué)家們能夠推測(cè)恐龍的年齡，用結(jié)合體重?cái)?shù)據(jù)，就能推測(cè)恐龍的生長(zhǎng)速率。德國(guó)波恩大學(xué)古生物學(xué)家馬丁·桑德的研究團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)研究蜥腳類(lèi)恐龍后，認(rèn)為它們的新陳代謝很快，使它們可以相對(duì)快速地獲得龐大體型。他說(shuō)：“其它類(lèi)型的恐龍都沒(méi)有蜥腳類(lèi)恐龍這么高的增長(zhǎng)速度。”
他們對(duì)一種名為馬門(mén)溪龍的亞洲蜥腳類(lèi)恐龍的研究結(jié)果表明，馬門(mén)溪龍?bào)w重一年最多可以增加2噸，而非洲象的體重一年不過(guò)增加200千克。
解釋五：產(chǎn)卵繁殖后代，“能生”很重要
20世紀(jì)90年代，美國(guó)布朗大學(xué)古生物學(xué)家克里斯丁·賈尼斯研究發(fā)現(xiàn)，蜥腳類(lèi)恐龍身軀龐大的一個(gè)重要因素是其獨(dú)特的繁殖方式。和其他恐龍一樣，蜥腳類(lèi)恐龍也是卵生。賈尼斯說(shuō)：“大型恐龍可以同時(shí)擁有許多蛋和幼崽。雖然恐龍?bào)w型在不斷增長(zhǎng)，可幼崽的數(shù)量并沒(méi)有減少。”
一般來(lái)說(shuō)，哺乳動(dòng)物的體型越大，其后代的數(shù)量就越少，繁殖間隔期也越長(zhǎng)。這樣一旦生存環(huán)境變得惡劣，就容易導(dǎo)致種族滅絕。如今，地球上最大的陸生動(dòng)物非洲象每4年會(huì)產(chǎn)下一頭幼崽，而在相同的時(shí)間里，恐龍則能夠產(chǎn)下數(shù)百個(gè)蛋。在蜥腳類(lèi)恐龍面臨危機(jī)時(shí)，這種繁殖方式能夠使它們的數(shù)量快速反彈。
支持賈尼斯這一論斷的證據(jù)來(lái)自于對(duì)恐龍蛋化石的研究。蜥腳類(lèi)恐龍留下了令人吃驚的恐龍蛋和窩的詳細(xì)記錄，有時(shí)里面還有保存完好的胚胎。
以上這些解釋可能都對(duì)，也可能有些因素并不重要。或許蜥腳類(lèi)恐龍如此巨大并不是單一因素決定的，而是在內(nèi)外因素的共同作用下，它們才擁有了無(wú)與倫比的龐大身軀。（陸成寬）
