自然科普:恐龙的体型为甚么那末大年夜?是不是存在下限?

时间:2023-02-06 17:17:39 来源:莉齐网

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编者按:

“恐龙为甚么那末大年夜?”是甚那迷信家一向在接头的标题,也被以为是年夜以后最具寻衅性的迷信前沿标题之一。

Part.1

地球上最大年夜的不存恐龙究竟有多大年夜?

今寰宇球上最大年夜的陆生植物诟谇洲草原象(Loxodontaafricana),这个大年夜家伙的科普恐龙健身教练1对2训练营攻略平均肩高3.2米,体重6吨,型为下限站在它们的甚那面前,我们老是年夜慨叹自身的微小。当非洲草原象站在最大年夜的不存恐龙面前的时辰,非洲草原象就要慨叹自身的科普恐龙微小啦。

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大年夜象体型与人类体型比拟 图片来源:wikipedia-Steveoc 86

最大年夜的型为下限恐龙都出自蜥脚类恐龙家族。那末已知最大年夜的甚那恐龙是谁呢?它就是阿根廷龙(Argentinosaurus)。由于发明的年夜化石并不完全,是不存以关于其体型一向存在着争议。依据2019年格里瑞里·保罗的预算,阿根廷龙的体长跨越30米,体重在65~75吨之间[1]。

很多人关于阿根廷龙的庞大年夜没有甚么概念,我们来看看阿根廷龙的长和高吧。就依照35米的长度来算,阿根廷龙的长度要比平易近航业的主力机型——波音737-300还要长,其机身长度也只要28.6米。当阿根廷龙抬起脑袋的时辰,距离空中的高度在10米以上,这相当于3层楼的高度。

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阿根廷龙与人类体型比拟 图片来源:SlateWeasel

那末有没有甚么恐龙比阿根廷龙还要庞大年夜呢?能够有,健身教练可以做个什么副业它们就是重龙和超龙。

我们先看一下重龙(Barosaurus),重龙属于梁龙科,与梁龙长得很像。梁龙的特点就是,瘦长,也就是说,体型虽大年夜,但体重较轻。是以传统实际以为,重龙固然有着长25米的体长,然则体重却只要12~15吨。无论是体长,照样体重,重龙都在蜥脚类家族中都算不上庞大年夜,然则在2016年,古生物学家迈克尔·泰勒(MichaelP.Taylor)却提出了惊人实际,那就是重龙很大年夜!

原本迈克尔·泰勒注重到一块被认定是超龙(Supersaurus)的一块脊椎骨(编号:BYU 9024)极能够属于重龙,而依照这块颈椎骨的尺寸推算,这条重龙的体长可达48米,体重在66吨支配[2]。当然啦,关于这个推算并未取得古生物界的分歧认同,所以体长48米的重龙只是一个实际。

BYU9024及其复成品尺寸 图片来源:svpow.com

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说完了重龙,健身教练怎么练上肢力量再来说说超龙。超龙与重龙一样属于梁龙科,它的化石在发明的时辰就特别很是震动,仅仅是一块肩胛骨(编号:BYU 9025)的高度就有2.4米高。在超龙刚被定名的时辰,古生物学家以为其体长在40至45米之间,但后来缩水到了35米。

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博物馆中超龙化石,右下角的搭客可以作为体型参考 图片来源:ZachTirrell from Plymouth, USA

2021年11月,北美古脊椎植物学会年会举行,在会议上古生物学家重新提出了关于超龙的研讨,指出即就是采取保守估量,超龙的体长也可达39米,而正常体长可达42米[3]。关于超龙的研讨取得了学术界的认同,所以它成为而今发明的最长恐龙,但并不是最重的。由于属于瘦长的梁龙类,即使拥有跨越40米的长度,然则超龙的体重照旧被限制在40吨支配,差不久不多只要阿根廷龙的一半!

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图片来源:参考文献[4]

很多小火伴一定会问,最大年夜的恐龙莫非不该该是易碎双腔龙(Amphicoelias fraillimus)吗?易碎双腔龙被估量有长度跨越60米、重量120吨的超大年夜体型,曾是神话版存在的超等巨龙!关于易碎双腔龙究竟存不存在,家庭健身教练自学教程网是不是是真的有那末庞大年夜的争辩延续了一个多世纪,然则古生物肯尼斯·卡彭特(Kenneth Carpenter)在2018年提出了一个惊人的实际,那就是易碎双腔龙的化石真实属于雷巴齐斯龙类,并且将其重新定名为极巨龙(Maraapunisaurus)[5]。

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易碎双腔龙与人类的体型比拟,图片来源:wikipedia

依据这项研讨,易碎双腔龙并不存在,而极巨龙的体长在28至32米之间,体重62吨,彻底无缘最大年夜恐龙的宝座,同时也让易碎双腔龙的神话彻底破灭啦。

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易碎双腔龙(黑)与极巨龙(绿)的体型比拟,图片来源:参考文献[7]

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阿根廷龙(黑)与极巨龙(红)的体型比拟,图片来源:Franoys

以上引见了一些具有代表性的巨型蜥脚类恐龙,而而今我们人类已知的最大年夜的恐龙照旧是阿根廷龙,它以30至35米的长度,65至75吨的体重稳坐已知最大年夜恐龙的宝座,它的体型恰是代表了恐龙体型的天花板,也就是恐龙体型的下限!

Part.2

为甚么恐龙的体型会变得如此庞大年夜?

一样作为陆生脊椎植物,我们哺乳植物中现存最大年夜的陆生物种是前面提到的非洲象,即就是从已知出现过的全部陆生哺乳植物中往找,最大年夜的临夏巨犀(Paraceratherium Linxiaense)体长8米,肩高5米,体重24吨,在恐龙家族中也只是健身教练练哪些肌肉腿到达了中型蜥脚类的水平[6]。

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巨犀和作者自身身高比拟

那末恐龙的体型为甚么这么大年夜?

这里需要提到有名的柯普轨则(Cope’srule),这个轨则是由美国有名的古生物学家爱德华·德里克·柯普(Edward Drinker Cope)不雅察到的(但并不是他正式提出来的),他依据化石记载的信息以为种群谱系中的物种体型普遍出现愈来愈大年夜的现象,也就是生物具有变大年夜的趋向。不过以明天研讨来看,柯普轨则并不有效于全部物种的演化,仅仅相符局部生物类群的趋向。

传统不雅点以为,恐龙之所以可以也许长得如此庞大年夜,与其生活时代的大年夜气构成、温度凹凸、食物构成等成分有着分不开的关系。说白了,就是状况让恐龙变得这么庞大年夜,这也是大年夜家普遍以为的解释。

在古生物学家看来,限制植物大年夜型化的一个重要标题就是能量的消耗,巨型蜥脚类恐龙是若何坚持能量的猎取与消耗相当的呢?古生物学家研讨发明,中生代时代有着数量充沛的C3植物,而它们是蜥脚类的主食,多么植物的能量值与明天的草本植物差不久不多。

消化生物学:明天的食草植物,比如我们熟习的牛、马、羊等植物,它们都具有蓬勃的咀嚼身手和消化体系,这实在其实提高了食物的运用屈服,然则限制了进食的屈服,所以也限制了体型上的延续促进。蜥脚类恐龙也不合,它们几近没法对食物停止咀嚼(这也是蜥脚类都是小脑袋的缘由原由),所以就是将更多的时辰用于吞食,大年夜量的食物会在其庞大年夜的胃肠中渐渐消化,而复杂的消化体系就需要庞大年夜的体型来承载。

由于进食量庞大年夜,即使蜥脚类遏制进食,消化体系照旧在任务并延续取得能量,所以这些大年夜家伙们可以也许延续在低能耗状况下活动。

蜥脚类在进食上的另一个优势就是其超长的脖子,包管它们可以在不破费更多能量活动的状况下在更大年夜范围能进食,在长时辰进食中可以节省大年夜量能量。

呼吸体系:蜥脚类恐龙像明天的鸟类一样具有气囊结构,在蜥脚类恐龙的呼吸体系中,不只要肺部,还有普及脖子和身体中的大年夜量气囊。大年夜量气囊的存在可以也许大年夜大年夜提高呼吸的屈服,促进关于氧气的接纳。所以在大年夜气氧含量比明天高不了若干的中生代,蜥脚类却可以也许倚赖着高效的呼吸体系取得更多的氧气,知足自身生活的需要。

除了提高呼吸屈服,气囊的存在还可以也许资助身体散热,由于体温关于大年夜型植物来说也是一个重要标题,体温过高会形成生物体功用混乱甚至是死亡,而靠着气囊结构,蜥脚类恐龙就可以也许有效的把持身体的温度,幸免出现体温过高的现象。

心血管体系:蜥脚类庞大年夜的体型肯定需要一颗弱小年夜的心脏为身体供血,而它们强有力的四腔室心脏完全可以胜任,同时在演化进程中,蜥脚类的血管壁变厚、毛细血管渗出性降低、结缔结构赓续发育、肌静脉泵增强等等,都包管了血液在复杂身体内的流利。

停顿战略:虽然蜥脚类恐龙的体型庞大年夜,然则它们刚从蛋里破壳而出的时辰都特别很是小,体长大年夜约1米,体重只要1公斤。为了可以也许更快长大年夜,年幼的蜥脚类恐龙必需加快停顿,它们还具有不合于成年恐龙的高基本代谢率。所以从出身末尾,少小蜥脚类恐龙就坚持着惊人的停顿速度,年体重促进是按吨来计算的。在坚持着高代谢率和高停顿率的同时,蜥脚类恐龙还耽误成熟春秋。有研讨表示,梁龙成年要在20岁今后,比我们人类还要长,这就给了蜥脚类恐龙更长的高速发育时辰,包管它们有更多的时辰高速促进。

当蜥脚类恐龙成年今后,其原本的高基本代谢率便转为低基本代谢率,转入了低能耗状况。成年今后的蜥脚类恐龙并不是完全遏制促进,它们的体型将继续缓慢促进,直到死亡,所以越年长的一般体型就越大年夜!

一项关于蜥脚类恐龙化石的研讨表示,它们的骨细胞外不雅积更大年夜,这也有益于蜥脚类恐龙体型的快速促进。

生殖战略:我们一向以为恐龙都是生而不论的植物,然则愈来愈多的化石证据注解很多恐龙不只会捍卫巢穴,并且还会养育刚才出身的小恐龙,然则庞大年夜的蜥脚类恐龙清楚并不具有这类举措,所以它们的孕育本钱更低。

与低孕育本钱构成光鲜比拟的则是蜥脚类恐龙更高的生殖身手,它们会像海龟一样,一次产下很多卵,然后靠数量取胜,以快速恢复种群数量,这类生殖战略被称为:R战略。

一次可以也许产下更多的卵央求恐龙的体积更大年夜,而不用破费精神筑巢和育幼又抵消了能够关于体型的限制,毕竟30米的恐龙是弗成能筑巢和育幼的。

一些外界成分:除了蜥脚类恐龙自身结构和举措的成分,来自兽脚类捕食者的压力、相似生态位物种之间和种内竞争都能够成为促使蜥脚类恐龙巨型化的缘由原由。

在状况成分的影响傍边,一些俄然的大年夜范围事宜异样成为大年夜型提高蜥脚类崛起的缘由原由,比如发生在距今1.83亿年前的灭尽事宜:

距今1.83亿年前正处于早侏罗世的普林斯巴阶-托阿尔阶,由于冈瓦那大年夜陆的分裂,激起了一系列大年夜范围的火山迸发。火山迸发严重扰动了事先地球的气候,气温上升,气候变得枯燥,植被构成也发生了庞大年夜变卦,原本罕见的种子蕨、苏铁等低矮柔嫩的植物消掉落,矮小年夜的裸子植物末尾占据大年夜地。植被结构的变卦关于原始的蜥脚类恐龙可不是甚么好音讯,由于它们既咬不动稳固的针叶,胃肠也难以停止消化,然则反不雅拥有更强下颌和更稳固牙齿的真蜥脚类,它们美满的顺应了被裸子植物占据的世界,成为新世界中的新贵!

这场发而今1.83亿年前的灭尽事宜被称为早侏罗世灭尽事宜,虽然其灭尽范围并不大年夜,然则却改动了陆地生态构成,为真蜥脚类的崛起制造了时机。发生在早侏罗世的灭尽事宜同时还推翻了我们关于灭尽事宜的认知,传统不雅点上大年夜型植物在灭尽事宜中更随便遭到冲击而消掉落在此处并不有效,反而是大年夜型植物顺应了灭尽事宜中改动的状况,成为灭尽边沿的最大年夜赢家,拉开了巨型蜥脚类恐龙横行地球的大年夜幕。

恐龙之所以可以也许长得那末大年夜,缘由原由清楚不只仅只要一个,浩瀚的缘由原由既是恐龙大年夜型化的推手,同时又是限制,当蜥脚类恐龙打破这些限制,它们就会一步步向着陆地最大年夜植物的巅峰停止冲击,并且最终摘得桂冠!

在未来,古生物学家还将继续索求恐龙体型为甚么这么大年夜的缘由原由,最终一个整合了古生物学和古状况学的综合模型将会被建树起来,而这个模型也将揭开史前最大年夜陆生植物大年夜型化的微妙!

参考文献:

1. Paul, G.S. (2019). "Determining the largest known land animal:A critical comparison of differing methods for restoring the volume and mass ofextinct animals" (PDF). Annals of the Carnegie Museum. 85 (4): 335–358.doi:10.2992/007.085.0403. S2CID 210840060.

2. "The size of the BYU 9024 animal". June 16, 2019.

3.Curtice, Brian (2021). "New Dry Mesa Dinosaur QuarrySupersaurus vivianae (Jensen 1985) axial elements provide additional insightinto its phylogenetic relationships and size, suggesting an animal thatexceeded 39 meters in length

4. Lovelace, David & Hartman, Scott & Wahl, William. (2008).Morphology of a specimen of Supersaurus (Dinosauria, Sauropoda) from theMorrison Formation of Wyoming, and a re-evaluation of diplodocid phylogeny.Arquivos do Museu Nacional, Rio de Janeiro. 65.

5. Carpenter, Kenneth (2018). "Maraapunisaurus fragillimus, N.G.(formerly Amphicoelias fragillimus), a basal Rebbachisaurid from the MorrisonFormation (Upper Jurassic) of Colorado". Geology of the IntermountainWest. 5: 227–244.

6. Deng T, Lu X, Wang S, et al. An Oligocene giant rhino providesinsights into Paraceratherium evolution[J]. Communications Biology, 2021, 4(1):1-10.

7.Carpenter, K. (2018). "Maraapunisaurus fragillimus, N.G.(formerly Amphicoelias fragillimus), a basal Rebbachisaurid from the MorrisonFormation (Upper Jurassic) of Colorado". Geology of the IntermountainWest. 5: 227–244. doi:10.31711/giw.v5i0.28. Archived from the original on October22, 2018. Retrieved October 21, 2018.

出品:中国科普博览×知乎

作者:江泓 知乎古生物学优胜答主



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