恐龙的血液是热的还是冷的?悬而未决的问题终于有了答案

恐龙的血液是热的还是冷的?悬而未决的问题终于有了答案

这幅插图从左至右分别描绘了蛇颈龙、剑龙、梁龙、异特龙和 calypte(现代蜂鸟),红色表示温血动物,蓝色表示冷血动物

亚特兰大——一项开创性的新研究表明,像霸王龙这样可怕的捕食者和高大的望远镜颈恐龙,比如腕龙,都是温血动物,就像鸟类哺乳动物一样。

爬行动物一样,流经恐龙巨大骨架的血液是温暖还是寒冷,这个问题长期以来一直困扰着古生物学家。了解这一基本信息可以以重要的方式阐明史前生物的生活。

温血动物的新陈代谢率很高——它们吸收大量氧气并需要大量卡路里来维持体温,而冷血动物则呼吸和进食更少。

“这对我们古生物学家来说真的很令人兴奋——恐龙是温血动物还是冷血动物的问题是古生物学中最古老的问题之一,现在我们认为我们已经达成共识,大多数恐龙都是温血动物,”说首席研究作者、加州理工学院博士后研究员 Jasmina Wiemann 在新闻稿中表示。

先前最近试图回答这个问题的尝试表明恐龙是温血动物,但这些涉及分析骨骼中的生长环或化学同位素信号的发现是模棱两可的,因为化石化可能会改变这些标记。此外,这些分析技术会损坏化石,使得建立大型数据集变得更加困难。

然而,维曼和她的同事们提出了一种新的——在他们看来,更明确的——评估恐龙新陈代谢的方法。

确定答案

研究人员观察了氧气被吸入体内并与蛋白质、糖和脂质反应时形成的废物。这些废物分子的丰度,在化石中以深色斑块的形式出现,根据摄入的氧气量而定,是动物是温血动物还是冷血动物的指标。

这些分子也非常稳定,不溶于水,这意味着它们在石化过程中得以保存。

Wiemann 和她的团队分析了 55 种不同生物的股骨(大腿骨),其中包括 30 种已灭绝动物和 25 种现代动物。样本中包括属于恐龙的骨骼、称为翼龙的巨型飞行爬行动物、蛇颈龙等海洋爬行动物以及现代鸟类、哺乳动物和蜥蜴。

科学家们使用了一种称为红外光谱的方法,该方法针对分子和光之间的相互作用。这项技术使他们能够量化化石中废物分子的数量。然后,该团队将这些发现与现代动物的已知代谢率进行了比较,并使用该数据来推断已灭绝生物的代谢率。

他们发现了什么

早期的古生物学家将恐龙与爬行动物归为一类,从而得出爬行动物的外观和生活方式的假设。今天,大多数古生物学家都同意,在 1990 年代发现有羽毛的化石之后,恐龙更像鸟类,这导致了现代鸟类直接来自恐龙的理解。

研究发现,恐龙的新陈代谢率通常很高,在许多情况下高于现代哺乳动物——它们的体温通常在华氏 98.6 度左右——更像是鸟类,它们的身体一般温度约为 107.6 华氏度。

“我们的新证据表明,所有恐龙和翼龙都具有鸟类水平的新陈代谢祖先,所有热血恐龙的体温都可能与现代鸟类相当,”维曼通过电子邮件说。

然而,也有明显的例外。被归类为鸟臀目的恐龙——一种以蜥蜴般的臀部为特征的恐龙,包括三角龙和剑龙等可立即识别的生物——进化为具有与现代冷血动物相当的低代谢率。

“蜥蜴和海龟坐在阳光下晒太阳,我们可能不得不考虑在新陈代谢率极低的鸟臀目动物身上进行类似的‘行为’体温调节。冷血恐龙也可能不得不在寒冷季节迁移到温暖的气候,而气候可能是其中一些恐龙可能生活在哪里的一个选择因素,”威曼说。

高代谢率被认为是鸟类在 6600 万年前灭绝恐龙的大灭绝中幸存下来的原因之一。然而,威曼说,这项研究表明事实并非如此:许多具有鸟类、异常代谢能力的恐龙灭绝了。

芝加哥菲尔德博物馆的化石爬行动物副馆长京迈奥康纳说,这项研究将“极大地改变”许多已灭绝动物的生物学和行为的解释方式。她没有参与这项研究。

“我认为这些结果非常明确。维曼的方法非常细致,并且经过了彻底的测试,”她说。

“有些恐龙是温血动物,这是祖先的状态,但其他恐龙则进化为变温动物(冷血动物)。下一个要问的问题是为什么以及这对它们的行为、生态和进化意味着什么?”

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