成为巨兽

如何将放入霸王龙

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对于在《侏罗纪公园》中长大的一代人,或许对于后人来说,霸王龙将作为一个家喻户晓的名字而长存。它是人们最爱又恨的恐龙,一种巨大的、匕首般牙齿的怪物,和童话故事中喷火的龙一样可怕。然而,较少被认识到的是,这位暴君蜥蜴之王有着朴实的根基。事实上,在霸王龙出现之前,暴龙类恐龙相对娇小。体重一到两吨,身高数米,这些动物不适合在黑暗的小巷里相遇或作为宠物饲养。但事实上,霸王龙打破了暴龙类的模式,其体重几乎是其前辈的三倍。

进化生物学家长期以来一直在思考可能导致兽脚亚目恐龙(两足行走的,主要是食肉恐龙)中出现巨型化的因素。(除了霸王龙,另外两个类群——鲨齿龙科和棘龙科——中的四个物种也设法进化出类似的超大体型。)近年来,出现了一些主要的驱动因素假说,将体型突增归因于诸如大气中二氧化碳水平升高(导致植物生产力提高,进而可以支持更多兽脚亚目恐龙捕食的植食性恐龙)之类的因素。在去年十月于明尼苏达州圣保罗市举行的脊椎动物古生物学会年会上,犹他大学的斯科特·桑普森和他的同事概述了一个更为细致的模型,该模型考虑了多种影响因素。

该团队借鉴了对现存食肉动物的研究,确定了一些可能允许巨型兽脚亚目恐龙崛起的先决条件——那些根据大腿骨的周长估计,体重超过三吨或更多的恐龙。首先,与许多研究人员假设的相反,这些野兽可能必须是冷血动物,因为在那种体型下维持恒定体温(也就是说,成为温血动物)的成本将需要不切实际的捕猎成功率(高达狮子的10倍)和一种降温以避免过热的方法。


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第二个要求源于以下观察:食肉物种比植食性物种拥有更广泛的地理范围和更低的人口密度,而大型食肉动物的活动范围比小型食肉动物更大。研究人员认为,为了让巨型兽脚亚目恐龙物种取得成功,它们需要大陆大小的陆地来维持足够大的种群以避免灭绝。第三,正在成为巨人的生物必须从与其他大型物种竞争食物的生态压力中解放出来——通过竞争对手的灭绝或捕猎不同的猎物等方式。

批评者发现一些结论难以接受。加州大学伯克利分校的凯文·帕迪安表示,对骨组织学的研究间接表明,恐龙的新陈代谢更像温血哺乳动物,而不是冷血爬行动物。此外,他认为,不可能确定已灭绝动物的种群数量。在没有活生生的恐龙的情况下,科学家可能永远不会知道它们在新陈代谢谱系中处于哪个位置。但到目前为止,化石记录支持了该团队模型的其他预测。已知的五个重量级恐龙只出现在北美、南美洲和非洲的广阔陆地上。而且它们都生活在没有其他巨人的竞争中。(在时间和空间上重叠的两种恐龙,棘龙和鲨齿龙,都来自非洲,前者似乎以捕鱼为食,而后者则在陆地上捕猎。)

对兽脚亚目恐龙巨型化理论的最有力支持来自对霸王龙崛起的了解。在这一巨兽出现之前的 2500 多万年里,西部内陆海道分隔了北美洲,从今天的墨西哥湾流向北极。在海峡的两侧,三种暴龙类恐龙,体重仅为一到两吨,孤立地漫游。大约在 6900 万年前,当海水退去,从而使可用的栖息地面积增加了一倍之后,只剩下一个谱系,它产生了 5.5 吨重的霸王龙。 “这里有值得思考的地方,”马里兰大学的托马斯·R·霍尔茨,小先生,在谈到该模型时说,“但我们需要更多测试案例。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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