新墨西哥州自然历史和科学博物馆的托马斯·E·威廉姆森正在研究恐龙化石来回答这个问题。以下是他的回答
“到目前为止,可能还没有任何证据能够明确证明一些恐龙是温血动物还是冷血动物。科学家们已经探索了许多证据线索,试图回答这个问题。
“现代冷血动物和温血动物的骨骼结构存在明显的差异。温血动物的骨组织往往高度血管化。另一方面,冷血动物的骨骼相对致密,有时甚至显示出年轮。恐龙的骨骼在早期往往高度血管化,然后在它们达到成熟时发展成具有生长环的致密骨骼。新的证据表明,不同的骨骼类型更多地与生长速度有关,而不是与温血或冷血有关。”
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“在现代动物群落中,相对于猎物而言,温血捕食者的数量远少于冷血捕食者。这是因为温血动物往往比冷血动物吃得多得多,因此给定数量的猎物将支持的温血捕食者要少得多。不幸的是,从化石中确定捕食者与猎物的实际相对丰度非常困难,因为化石记录并不总是能准确地代表原始动物群落。”
“恐龙甚至能够在高纬度地区生存。例如,在阿拉斯加和加拿大,远高于北极圈的地方都发现了恐龙化石。然而,在这些动物生存的时期,气候通常比今天温暖得多。这些动物也可能在温暖的夏季迁徙到这些地区,并在寒冷和漫长的极夜来临之前撤退到较低纬度地区。”
“现代温血动物往往比冷血动物具有更直立的姿势。大多数恐龙都有直立的姿势,因此有人认为这表明它们具有高活动水平并且是温血动物。沿着这些思路,科学家们间接地研究了恐龙的潜在血压;温血动物往往具有相对较高的血压。血压可以通过观察头部和心脏之间的垂直距离来估计。对于一些蜥脚类恐龙来说,这种估计的血压确实非常高。腕龙的血压约为 500 毫米汞柱。这个数字大约是人类的五倍。另一方面,其他恐龙——如角龙类——根据这种分析,它们的血压会非常低,更接近于现存爬行动物的血压。”
“现代温血动物的大脑相对于现存冷血动物而言更大。人们认为,需要更大的大脑来协调活跃、高能量的动物。大多数恐龙相对于它们的体型来说大脑非常小。事实上,它们的大脑与现代爬行动物的大脑非常相似。然而,少数小型肉食性恐龙的相对大脑尺寸与一些现存鸟类(如鸵鸟)相当。”
“来自恐龙足迹、某些恐龙化石的大量堆积和筑巢地点的证据表明,恐龙是社会性动物。有些人认为,这种复杂的行为暗示了温血性。”
“鸟类是温血动物,可能从一群食肉恐龙进化而来。因此,有人认为,它们的恐龙祖先也是温血动物。但最近对一些最早鸟类的骨骼结构的研究表明,它类似于现代冷血爬行动物的骨骼结构,这表明最早的鸟类是冷血动物,而温血性是后来发展起来的。”
“最近,一些研究人员已经在恐龙的鼻腔中寻找呼吸性鼻甲骨。呼吸性鼻甲骨是在大多数现代温血动物(哺乳动物和鸟类)的鼻腔中发现的精细的、卷轴状的骨骼。这些结构被认为起到水分回收器官的作用,从温暖潮湿的呼出空气中回收水分。如果没有这些结构,许多温血动物会迅速脱水,尤其是在干燥的气候中。到目前为止,尚未在恐龙中发现呼吸性鼻甲骨结构。然而,有人认为,许多恐龙生活在温暖潮湿的环境中,节约用水可能并不重要。”
“恐龙是一个非常长寿且多样化的动物群体。关于它们是否是温血动物,目前还没有被广泛接受的明确答案。恐龙很可能具有与现存动物不同的新陈代谢。事实上,许多恐龙达到的巨大体型可能导致了所谓的‘惯性恒温’或‘巨温性’。也就是说,动物的巨大体积将使它们即使在没有高新陈代谢的情况下也能保持相当恒定的温度。当然,恐龙是活跃的,并且在某些情况下是社会性动物,它们在地球上长达 1.6 亿年的统治期间成功地与温血哺乳动物竞争。”
著名的恐龙研究员和插画家格雷戈里·S·保罗补充了他的观点
“恐龙的代谢状态是否会永远有‘明确的证据’尚不得而知。目前,研究人员必须使用多条证据线索来推断恐龙的能量学。此外,生理学替代方案本身也很复杂,不能用简单的术语(如温血或冷血)来充分描述。一些或所有恐龙可能具有像鸟类和哺乳动物一样的高有氧运动能力(速氧代谢),或像爬行动物一样的低有氧运动能力(缓氧代谢)。恐龙可能具有像鸟类和哺乳动物一样的高静息代谢率,或像爬行动物一样的低静息代谢率。恐龙在调节体温和控制体温方面的能力仍然是一个未解之谜。”
“宽大的髋部表明,大多数恐龙都像大髋部的鸟类和哺乳动物一样,拥有大型的、有氧能力的腿部肌肉,而不是像缓氧代谢爬行动物那样的小腿部肌肉。许多恐龙足迹表明,恐龙的行走速度与鸟类和哺乳动物一样快,并且比爬行动物能够持续行走的速度快得多。肉食性恐龙似乎已经进化出类似鸟类的呼吸系统,能够吸入大量的氧气。草食性鸟脚类恐龙可能具有类似哺乳动物的横膈膜,用于有效呼吸。然而,最早和最原始的恐龙具有较小的髋部和较不先进的呼吸系统,这表明它们的有氧能力低于其他恐龙、鸟类和哺乳动物。”
“从化石证据来看,至少一些恐龙的生长速度似乎比任何野生爬行动物都快,这表明幼年恐龙非常有氧运动能力,并且能够寻找大量的食物。”
“蜥脚类恐龙的巨大体型,尤其是高耸的身高,可能需要超高压、超大型的心脏,这些心脏消耗的氧气比在爬行动物中观察到的要多得多。”
“关于静息代谢率的证据更加模棱两可。例如,一些大陆鸟类和哺乳动物的呼吸性鼻甲骨发育不良,或鼻腔不比类似大小的恐龙的鼻腔大。一些鸟类和哺乳动物具有非常高的有氧运动与静息比率,但没有速氧代谢动物具有爬行动物的静息代谢率。如果大多数恐龙是速氧代谢动物,那么它们可能也具有高静息代谢率。”
“恐龙是否像鸟类和哺乳动物一样有效地调节体温,这一点甚至更不清楚。生长中的恐龙在其骨骼内部比鸟类和哺乳动物更频繁地留下环,这暗示它们没有将体温调节到相同的程度。”
“总之,大多数恐龙具有像鸟类和哺乳动物一样的高有氧运动能力的证据非常好。它们的静息代谢率可能高于爬行动物。许多恐龙可能没有保持恒定的体温。恐龙的能量学几乎肯定不是爬行动物式的,但它们在多大程度上接近鸟类-哺乳动物的状况尚不确定。”
佐治亚理工学院地球与大气科学学院院长菲利普·N·弗罗利希提供了另一种观点
“一种可能性是查看高纬度(因此,据推测,受季节影响)陆生恐龙的牙齿或骨骼的年度生长带中的氧同位素丰度。氧同位素的比率取决于温度。氧 18(普通氧 16 原子的重型版本)的季节性变化的缺失将有力地表明这些动物保持了恒定的内部温度。”
“然而,这样的发现不会构成恐龙是温血动物的‘证明’,因为冷血动物也采用外部机制来调节体温,从而影响代谢率。证明必须来自完整恐龙遗骸的发现,其中软组织尚未被替换或改变,并且从中可以提取、鉴定和表征负责体温调节的生物分子。这样的证明是非常非常不可能的,因为它需要在 6500 万年的时间里达到几乎不可能的保存水平,再加上目前尚不存在的生物技术的出现,以阐明已灭绝物种的体温调节生物化学。”