作者:Matt Kaplan,来自自然杂志
两项研究表明,一些恐龙之所以长到巨大的体型,是为了避免与自己的幼年个体竞争,而不是为了利用丰富的氧气、高温和广阔的领地范围。但它们的庞大体型也可能成为了它们衰落的原因。
有些人认为,当气温温暖、氧气含量高,以及冈瓦纳超级大陆等陆地提供了充足的生存空间时,恐龙能够快速生长并维持庞大的身躯。
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但是,尽管某些环境条件有利于巨型恐龙生长的观点在古生物学家中很受欢迎,但几乎没有证据支持它。
友好的环境
为了验证这种联系是否成立,德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的生物学家罗兰·苏基亚斯和他的同事们研究了体型大小的变化是否与环境因素的变化有关。他们的研究结果今天发表在《生物学快报》1上。
该团队使用股骨长度来计算生活在二叠纪、三叠纪和侏罗纪时期(2.99亿至1.45亿年前)的 400 多种物种的体型大小。这包括恐龙及其祖先,以及同时代的物种,如飞行翼龙和哺乳动物的祖先。
研究人员将体型大小与大气氧气水平、温度以及这些动物存活时可用的陆地面积记录进行了比较,但没有发现相关性。为了验证他们的结果,他们还将相同的环境变量与生活在古新世和更新世时期(6500万至0.01万年前)的哺乳动物的体型进行了比较。同样,也没有发现联系。
慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的古生物学家、该研究的共同作者理查德·巴特勒说:“我们的结果支持这样一种观点,即生物因素,如生长速率,比环境因素在控制最大体型大小方面更重要。”
伦敦自然历史博物馆的古生物学家保罗·巴雷特说:“这个模型很好,研究结果可能也是正确的,但我们必须记住,这只是非常粗略的概括。”“我们绝不能因此认为我们可以完全忽视环境因素和生理机能之间存在的相互作用。”
越来越大
在今天发表在《生物学快报》2上的另一项研究中,瑞士苏黎世大学的动物学家达里尔·科德伦和他的同事们认为,一些恐龙体型巨大的关键在于产蛋的限制。
大型蛋必须有厚厚的蛋壳,这使得发育中的胚胎难以通过与外界交换气体来“呼吸”。这限制了蛋的大小上限。
因此,即使恐龙成年后长成了巨型生物,它们也不得不产下相对较小的幼崽。例如,泰坦巨龙的幼崽比 4 吨重的成年个体小了近 2500 倍。相比之下,亚洲象(Elephas maximus)的活产幼崽大约比它的母亲小 25 倍。
当大型动物的幼崽一开始很小时,它们必须经历很大的体型范围才能长大成年,并在成长过程中与许多不同体型的物种竞争。
科德伦和他的同事们开发了一个模型,该模型表明,中小型恐龙之间存在激烈的竞争,以至于中等体型的成年恐龙很难生存,成年恐龙不得不持续生长,直到达到非常大的体型才能获得竞争优势。与哺乳动物相比,已知成年体型在 1 公斤到 1000 公斤之间的恐龙相对较少。
但体型巨大也有缺点。当白垩纪末期(6500 万年前)的小行星撞击消灭了大多数大型动物时,小型恐龙物种数量非常少,以至于该类群几乎被摧毁,只有鸟类幸存下来。然而,当时存活的许多小型哺乳动物却非常适应这个偏爱小型物种的世界。
英国哈特菲尔德皇家兽医学院的进化生物学家约翰·哈钦森说:“我喜欢蛋生导致恐龙与哺乳动物占据如此不同的生态位,并且这在它们的最终灭绝中发挥了作用的观点。” “但我们将看到关于这些模型的准确性到底有多高的许多争论,”他补充道。