大型恐龙是温血动物 望解决古生物学史争论

2011年07月06日 10:46   来源:科学时报   
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    对圆顶龙和腕龙的牙齿进行的化学分析表明,这些大型生物的体温与哺乳动物类似。

  古生物学家Richard Owen在1842年挖掘一具恐龙化石时,认为它看起来像一类爬行动物——一只生有鳞片、动作迟缓的四肢以及冷血的“恐怖蜥蜴”。然而人们今天知道许多恐龙是快速、有力而凶悍的。自上世纪60年代开始,科学家便一直在争论,迟缓的爬行动物的那些冷血的生理特征能否为像迅猛龙这样敏捷而迅速的恐龙提供动力。如今,科学家利用一项曾为气候学家所独享的技术,证明了大型的四足恐龙与哺乳动物具有类似的体温——有证据表明,它们要么是温血动物,要么比现代爬行动物更善于保持体温。

  美国帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院的进化生物学家Robert Eagle是从该校的同事那里听说这项技术的,后者曾用它来重建古代气候。通过分析古老岩石中的矿物质,地球化学家能够确定不同化学同位素的相对数量。不同同位素的形成往往取决于在高温或低温条件下发生的化学反应。

  这种名为“集群同位素温度测定法”的技术集中研究了与碳和氧的化学键有关的一种反应。在较低温度下形成的矿物质中,更多罕见的同位素碳13与氧18易于构成化学键。通过研究矿物质中捕获的二氧化碳,加利福尼亚理工学院的地球化学家John Eiler与其他研究人员曾试图确定在这些矿物质形成的时候,地球的温度是多少。

  作为一名训练有素的古生物学家,Eagle意识到,他可以使用这项技术对生物磷灰石进行研究,后者是构成牙齿珐琅质的一种矿物质。Eagle说:“它就像是一个体温计。”最终的结果将有助于添加新的数据,从而解决恐龙是冷血动物还是恒温动物的争论——他将其称之为“古生物学史上最久的争论”。为了找到最终的答案,他的研究小组分析了发掘自美国俄克拉何马州、怀俄明州以及坦桑尼亚的体重30吨的长颈腕龙和50吨的圆顶龙的11枚牙齿化石。研究人员发现,这些1.5亿年前的珐琅质的形成温度介于36摄氏度至38摄氏度之间,这一温度与哺乳动物的体温类似。现在看来,恐龙竟然是温血的。

  但是这并不足以平息争论。作为一种真正的温血动物,恐龙将不得不持续保持相同的高体温。然而,大型的恒温动物却面临着一个与体温有关的问题,那就是它们巨大的身体往往保存了太多的热量。这种被称为巨温性的现象会导致它们身体过热。并未参与此项研究的印第安纳州韦恩堡印第安纳大学—普渡大学的生理学家Frank Paladino指出,现代巨兽,例如大象,总是“活在过热的边缘”。他说,之前的模型研究已经发现,那些最大的恐龙如果是与哺乳动物类似的温血动物,它们的体温将达到40摄氏度至45摄氏度——这对于大多数生物而言都太热了。

  因此如果恐龙是恒温动物,它们必定具有某种制冷系统。研究人员在6月23日在线发表于美国《科学》杂志上的一篇论文中推测,恐龙可能通过它们长长的脖颈和尾巴,或是表皮下的气囊来释放多余热量,或是用一些至今未知的机制来降温。

(责任编辑:木木苏)

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