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
鸟颈总目生物学盛会尚未结束……我仍然需要完成关于蜥脚类恐龙生物学研讨会的活动总结,这次为期三天的会议于 2011 年 12 月在德国波恩大学举行。关于我的想法的第一部分,请点击此处。
在结束了关于进食和消化的讨论之后,整整一个环节专门讨论了蜥脚类恐龙的繁殖和生命史。这是我们渴望了解更多的领域之一——没有太多直接数据,那么我们可以根据我们掌握的其他动物的广泛信息推断出什么呢? Jan Werner 使用来自现存动物的数据来论证体重与繁殖投入相关,但如果假设禽类速率或“爬行类”速率,则预测的蜥脚类恐龙产卵数会不同。也许与直觉相反,禽类模型预测的年度产卵数要高得多。
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生理学和生长速率是几个演讲的主题。Thomas Tütken 解释了团簇同位素测温法 (CIT) 以及它可能对蜥脚类恐龙体温的意义。这项工作因 Eagle等人 (2011) 发表在《科学》杂志上的论文而广为人知。同位素数据似乎表明,蜥脚类恐龙的体温与内温哺乳动物的体温相似,并且比它们是巨温稳态动物时预期的体温低 4-7 摄氏度。Romain Amiot 的演讲重点关注白垩纪的热状况以及它们可能如何与蜥脚类恐龙的分布相关联。他特别谈到了最近的研究工作,该工作表明早白垩世的辽宁显然属于凉温带气候(平均气温约为 10 摄氏度)(Amiot等人 2011)。而且,是的,之后还进行了一些关于辽宁是否存在鳄鱼的讨论。请注意,即使它们在那里,也显然非常稀少。
Koen Stein 讨论的来自骨细胞腔隙的数据似乎为中生代恐龙代谢率升高的概念提供了进一步的支持。Steven Perry 谈到了蜥脚类恐龙的肺部结构(根据鳄鱼和鸟类推断)。由于最近对鳄鱼肺部的研究,我们现在知道单向气流并非鸟类独有(Farmer & Sanders 2010),而可能早在主龙类进化早期就已进化出来。蜥脚类恐龙必然拥有的令人难以置信的长气管和食道引发了关于呼吸、发声、吞咽和热交换的各种问题,但我们没有足够的信息以有意义的方式回答这些问题。目前还没有。呼吸道上部的吸入空气冷却是否可能有助于体温控制?
Matt Wedel 回顾了当前关于蜥脚类恐龙气腔化的想法和最新进展。在蜥脚类恐龙和潘蒂德拉科龙以外的蜥脚类形态亚目动物中,骨骼气腔化的缺失,实际上主要是因为人们没有足够努力地寻找,因为最近的研究工作已经在板龙[来自SV-POW!的相邻照片]、阿德龙和其它“原蜥脚类恐龙”中发现了气腔椎骨特征(Yates等人,印刷中)。另外,最近的研究工作还在几种著名的蜥脚类恐龙的尾巴中发现了之前被忽视的气腔化现象:相关案例尤其有趣,因为它们涉及到许多气腔中断(其中必然存在气腔憩室,但“跳过”了没有留下任何骨骼痕迹的椎骨)。在我们对主龙类气腔化的了解范围内,鸟臀目恐龙仍然是一个谜——它们真的完全缺乏骨骼气腔化吗?或者人们只是像长期以来对原蜥脚类恐龙那样忽视了它?或者是因为鸟臀目恐龙有憩室,但未能使其骨骼气腔化?经常阅读本文的读者会了解据称禽龙类德拉帕伦蒂亚龙的气腔化现象,但这完全没有说服力。
现在我们拥有如此多的关于蜥脚类恐龙(和其他化石恐龙)骨骼气腔化的数据,以至于很难看到研究进展可能发生在何处——我们不会推翻蜥脚类恐龙气腔化的假设。那么——接下来会是什么?受 Heinrich Mallison、Don Henderson 等人的数字建模工作的启发,Matt 建议蜥脚类恐龙古生物学家共同构建一个数字蜥脚类恐龙,该恐龙可能用于检查我们关于生理学、气流、跨四肢的温度梯度等方面的许多问题。
颈部之战!(续)
因此,通过必然的进步,我们进入了颈部话题。你们中的一些人会知道“颈部之战”,这是我们用来形容学术界持续存在的分歧的非常幽默的术语,分歧存在于那些认为蜥脚类恐龙可以并且确实可以高高抬起脖子的人,以及那些认为蜥脚类恐龙或多或少受到永久性亚水平颈部姿势限制的人之间。
Mike Taylor 讨论了他关于颈部关节软骨及其可能对蜥脚类恐龙的意义的研究工作(我在我对莱姆里吉斯 SVPCA 会议的讨论中对此进行了介绍)。Kent Stevens 的演讲与他在 2010 年剑桥 SVPCA 会议上所做的演讲基本相似(参见此处 Tet Zoo ver 2 的讨论)。Kent 声称,关于颈部姿势和关节突关节的性质,流传着许多“神话”,并且可以挑战Taylor等人(2009)提出的各种论断。对于我和我的合著者来说,在听众面前回应 Kent 的诸多观点是徒劳的,因此我们的策略一直是(并且仍然是)按兵不动,等到有东西发表后再回应。但我想在这里说明一点。当你在博物馆中看到安装好的骨骼颈部时,你并没有看到处于 ONP(骨骼中性姿势)的颈部,也没有看到所讨论物种的正常、警觉的颈部姿势。相反,人们故意摆放你所看到的骨骼颈部,以匹配动物活着时血肉之躯的颈部的角度和姿势。但我们从 X 光片和解剖中知道(除了像火烈鸟这样的例外),颈部骨骼的角度与所有软组织就位时的颈部角度不同。如果您有兴趣,SV-POW! 上有一整篇文章专门讨论这个问题
Nicole Klein 展示了组织学数据,这些数据基本上证实了我们一些人一段时间以来怀疑的事情:蜥脚类恐龙的(通常超长的)“颈肋”实际上是骨化的肌腱。Vanessa Graff 随后对“腹侧支撑”假说进行了精彩的讨论:这个观点——由 Martin等人(1998)发表,并得到德国 Konstruktion Morphologie 学派的几位成员的支持——认为颈肋以某种方式相互支撑,形成连续的、永久受力的、不可压缩的支柱,沿着颈部底部延伸。该模型受到据称存在于鳄鱼中的腹侧支撑系统的启发。但是……它实际上根本不存在于鳄鱼中,并且有很多理由表明它根本行不通。为了记录,我们知道蜥脚类恐龙也有背侧棘上韧带,并且我们合理地推断它们也有类似鸟类的颈部肌肉,因此它们并非没有其他有助于颈部支撑的结构。
最后关于颈部,Don Henderson 使用数学建模来检查蜥脚类恐龙颈部热量散失的动态。
Armitt Schmitt 谈到了他对蜥脚类恐龙内耳形态的研究工作,以及它可能对古生物学的意义。我做了最后一次演讲——总结了我和同事们发表的论文,以回应 Senter 的观点,即蜥脚类恐龙的颈部可能是作为一种性炫耀结构进化而来的(Senter 2007,Taylor等人 2011)。这是会议的最后一次演讲,所以我保持了轻松的风格,并尽可能多地加入了笑话和搞笑图片。由于时间原因,我不得不删减关于相互性选择的简短部分——有点令人沮丧,因为我想向听众介绍这种现象。实际上,Taylor等人(2011)评估 Senter 的“颈部为了性”假说的论文和 Hone等人(2011)关于恐龙和翼龙相互性选择的论文可以被视为相关项目。
这就是全部内容。整整三天关于蜥脚类恐龙生物学各个方面的讨论和辩论。我相信大多数演讲都被拍摄下来了,在某个阶段它们将在网上观看。当我找到链接时,我会将其包含在内。相对于会议上展示和讨论的新数据和新想法,巨型化假说表现如何?总的来说,它表现良好,并且大多数新研究都符合这样的观点,即(如第一部分文章中讨论的那样)蜥脚类恐龙的长颈部、鸟类式呼吸系统和缺乏咀嚼能力,再加上高代谢率和快速繁殖幼崽,使得超大型体型的进化成为可能。
我以前从未去过波恩。我看到了很多漂亮的化石,包括翼龙粗颌喙嘴龙的正模标本,装架好的牛津粘土层眼球龙和隐龙标本,以及大量的三叠纪海洋爬行动物(如此多的鳍龙,流口水)。像往常一样,这是一次很棒的社交活动。有很多啤酒。
基于此,我想我应该停止了。希望我已经让你对我们目前在这些最非凡动物的生物学方面的进展情况有了一个很好的了解。大量的困惑和分歧仍然存在,我相信下次会议将同样有趣。如果您还没有关注附加在第一部分文章上的众多评论(现在超过 60 条),请去看看。我们最终谈论了很多关于恐龙恒温性的问题。又一次。
有关蜥脚类恐龙和其他中生代恐龙生物学的先前 Tet Zoo 文章,请参阅……
更新:当我们在这里时……你们中的一些人会意识到《研究著作法案》,这是某些学术出版商为尽可能限制访问学术出版物而进行的卑鄙、邪恶的尝试。我们需要采取行动(并在 1 月 12 日之前采取行动)——请阅读此处的文章。
参考文献 - -
Amiot, R., Wang, X., Zhou, Z., Xiaolin Wang, X., Buffetaut, E., Lécuyer, C., Ding, Z., Fluteau, F., Hibino, T., Kusuhashi, N., Mo, J., Suteethorn, V., Yuanqing Wang, Y., Xu, X. & Zhang, F. 2011. 氧同位素揭示东亚恐龙异常寒冷的早白垩世气候。《美国国家科学院院刊》108, 5179-5183。
Eagle, R. A., Tütken, T., Martin, T. S., Tripati, A. K., Fricke, H. C., Connely, M., Cifelli, R. L. & Eiler, J. M. 2011. 从化石生物矿物中的同位素 (C₁₃-O₁₈) 排序确定的恐龙体温。《科学》333, 443-445。
Farmer, C. G. & Sanders, K. 2010. 鳄鱼肺部的单向气流。《科学》327, 338-340。
Hone, D., Naish, D. & Cuthill, I. 2011. 相互性选择是否解释了翼龙和恐龙头部冠饰的进化?《Lethaia》doi:10.1111/j.1502-3931.2011.00300.x
Martin, J., Martin-Rolland, V. & Frey, E. 1998. 不是起重机或桅杆,而是梁:蜥脚类恐龙颈部的生物力学。《Oryctos》1, 113-120。
Senter, P. 2007. 为了性而伸长颈部:性选择作为蜥脚类恐龙颈部延长的解释。《动物学杂志》271, 45-53。
Taylor, M., Hone, D., Wedel, M., & Naish, D. (2011). 蜥脚类恐龙的长颈部并非主要通过性选择进化而来。《动物学杂志》, 285 (2), 150-161 DOI: 10.1111/j.1469-7998.2011.00824.x [免费 pdf]
- ., Wedel, M. J. & Naish, D. 2009. 从现存动物推断蜥脚类恐龙的头部和颈部姿势。《波兰古生物学报》54, 213-220。
Yates, A. M., Wedel, M. J. & Bonnan, M. F. 印刷中。蜥脚类形态亚目恐龙颅后骨骼气腔化的早期进化。《波兰古生物学报》。