本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
曾经生活过的最大的恐龙出人意料地轻盈。我知道当我们谈论身长超过100英尺、体重超过45吨的动物时,这听起来可能很奇怪,但这是真的。像超龙这样巨大的长颈恐龙,骨骼异常轻盈,这得益于复杂的气囊系统,气囊系统遍布它们的骨骼,以至于即使实际的软组织在数百万年前就已腐烂,你仍然可以清楚地看到它们曾经存在的位置。这对相对较小的物种也是如此。即使是“普通”的蜥脚类恐龙也比非洲象或有史以来最大的陆地哺乳动物巨犀大得多。相比之下,蜥脚类恐龙非常巨大,气囊系统在各个尺度上都帮助了它们。
然而,并非所有蜥脚类恐龙都拥有相同数量的气囊。这些结构的解剖结构和范围因物种而异。正如古生物学家露西·伊比里库及其同事报告的那样,一种名为凯特奔龙的南美洲蜥脚类恐龙具有一种前所未见的充气变异。
如果你以前没有听说过凯特奔龙,那可能是因为它属于一个相对默默无闻的蜥脚类恐龙群体,称为雷巴基蜥龙科,它们生活在南美洲、非洲和欧洲。它们是梁龙的近亲,在白垩纪时期四处走动,当时北美梁龙科的鼎盛时期早已过去。但显然,其中一些恐龙的充气骨骼达到了在其他恐龙中前所未见的程度。
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凯特奔龙椎骨的模型和CT扫描图。箭头指示充气特征。图片来源:Ibiricu 等人 2017年
伊比里库及其合作者利用外部解剖结构、CT扫描图和恐龙骨骼的数字模型,在凯特奔龙背部椎骨的横突中发现了相互连接的气囊的证据。横突是椎体两侧突出的骨翼,是重要的肌肉附着点。以前没有人曾在蜥脚类恐龙中看到过像这样的充气结构的证据。最接近的可比结构仅在鸟类恐龙——鸟类——和其他兽脚亚目恐龙中见过。
总体而言,凯特奔龙拥有相当轻盈的骨骼。恐龙颈部和脊椎的骨骼揭示了广泛的气囊骨骼的存在,这与它的许多近亲所见相似,并且在恐龙背部椎骨中发现新的气腔进一步印证了蜥脚类恐龙相对于其体型而言是轻盈的观点。这种独特的系统甚至可能延伸到尾椎。
但这一切对于恐龙的生活方式意味着什么呢?伊比里库及其同事有一些想法。最明显的后果是气囊使蜥脚类恐龙能够在不牺牲强度的情况下保持骨骼轻盈。这是现代鸟类从拥有广泛的气囊系统中获得的好处之一。甚至这个事实还有更深远的意义。伊比里库及其合作者指出,较轻的骨骼需要较少的肌肉力量来移动,因此减少了运动产生的身体热量。考虑到凯特奔龙及其异常多气囊的近亲生活在全球高温时期,任何能够避开热应激的东西都将是一种优势。
在没有活着的凯特奔龙的情况下,这个想法很难验证。研究人员指出,与其他异常多气囊的雷巴基蜥龙科恐龙生活在相同地点和时代的蜥脚类恐龙,并没有表现出相同程度的充气改造,因此热量假说可能并非故事的全部。然而,古生物学的全部意义在于试图了解早已灭绝的物种在生命中的样子。这需要我们将自己置于这些生物的位置,思考它们每天经历的压力和需求。思考一点额外的充气如何使凯特奔龙受益是朝着这个方向迈出的一步。
参考文献
Ibiricu, L., Lamanna, M., Martínez, R., Casal, G., Cerda, I., Martínez, G., Salgado, L. 2017. 一种蜥脚类恐龙颅后骨骼气动性的新形式:对雷巴基蜥龙科古生物学的影响。《波兰古生物学报》。doi: 10.4202/app.00316.2016