20年长70吨的巨物!出生仅篮球大小的它,是什么力量赶着它们快点长大?

科学羊 2024-09-14 19:09:10

大家好,我是科学羊,这里是自然博物学第1季第2篇,本篇我们再聊恐龙🦕。

今天我们要聊的,是地球生命史上体型最大的动物——蜥脚类恐龙。

这些恐龙拥有长达十几米的脖子、几米宽的躯干,以及同样长达十几米的尾巴,堪称地球上曾经出现过的最庞然大物。

01 为何要讨论蜥脚类恐龙?

有两个原因(借鉴卓克观点):

其一,近十几年来,科学家们在蜥脚类恐龙研究上取得了比过去150年还多的突破性进展;

其二,这类研究揭示了演化中一个重要的现象——趋同演化。

提到蜥脚类恐龙,你可能最先想到的名字是“马门溪龙”,这是中国四川马门溪发现的一种恐龙,虽然知名度高,但它还不算体型最大的几种。

马玉溪龙|合川马门溪龙的骨架体型比例图,已知的部位呈现白色

我们来看看几位真正的庞然大物:

潮汐龙:生活在白垩纪晚期,体长26米,预估体重达60吨。

阿拉摩龙:同样来自白垩纪晚期,体长29米,活体估重69吨。

阿根廷龙:也是白垩纪晚期的居民,体长35米,体重在70到110吨之间。

易碎双腔龙:堪称恐龙中的巨无霸,侏罗纪晚期,体长惊人地达到60米,体重约120吨。

潮汐龙与人类的体型比较,已知材料呈白色

阿拉摩龙的想像图

阿根廷龙迄今已发现的骨骼部位

数种大型蜥脚下目恐龙的体型比较图。分别为:双腔龙(现为极巨龙)(红)、波塞东龙(蓝)、阿根廷龙(紫)、超龙(橘)、梁龙(绿)

这些恐龙的体型听上去已经非常夸张,但更让人震撼的是,对于它们的研究远没有那些体型较小的恐龙深入。

比如,易碎双腔龙这个庞然大物,目前的研究依据只有一块残缺的脊椎骨。

这块骨头是1877年发现的,虽然只有一半,但宽度就有1.5米,科学家推算出整块脊椎骨宽度可达2.7米。

对比一下我们熟悉的羊脊椎骨,宽度大约10厘米,而易碎双腔龙的一节脊椎骨竟然有2.7米,确实让人叹为观止。

为什么大龙的研究进度落后?

研究这类巨型恐龙的进度比其他小型恐龙慢,原因有两个。

第一是化石保存的难度。

体型越大的动物越难完全被沉积物掩埋,往往需要特大山洪或山体滑坡这种规模宏大的地质事件发生,才能完整保存下来。

即便如此,巨型恐龙的遗骸经过数亿年风化和地壳运动,骨骼往往被冲散,完整保存的机率极低。

而体型较小的恐龙则容易在较小规模的地质事件中保存完整。因此,巨龙的化石数量和完整性远远少于小型恐龙。

第二个原因与古生物学家的工作选择有关。

古生物化石大多埋藏在偏远的地方,发掘巨龙的化石需要耗费大量的时间和金钱。

例如,清理一块两米长的巨龙骨骼可能要花费好几天的时间,而相同的时间可以采集到几具小型恐龙的完整骨骼。

此外,巨大的化石往往还涉及起重设备的调用、复杂的运输和展示安排。

因此,一些研究者宁愿选择研究体型较小的恐龙,既能节省时间和成本,又能在学术界立足。

但近年来,随着技术进步和研究投入的增加,巨型恐龙的研究有了重大突破。

在过去15年里,古生物学家发掘的蜥脚类恐龙化石几乎相当于过去150年的总和,目前已知的蜥脚类恐龙约有250种,其中一半是在这段时间里被发现的。

在对这些巨龙的研究中,科学家们揭示了一个有趣的现象——巨型化的演化趋势。

通过研究这250多种蜥脚类恐龙,古生物学家发现,这些恐龙的演化趋势并不是随机的。

科学家们主要通过体重来判断这些恐龙的演化轨迹,毕竟体重不仅影响着代谢率和生长速度,也与寿命和活动范围密切相关。

03 那么如何知道一只恐龙的体重呢?

反推法,科学家们主要依靠恐龙四肢骨骼的横截面积来推算,类似于建筑物的支撑柱根据建筑物重量来设计粗细。

令人震撼的是,在1.4亿年的时间里,巨型化这一特征至少在36个不同谱系的蜥脚类恐龙身上独立演化出来。

这意味着,蜥脚类恐龙并不是天生巨大的。很多最初出现的蜥脚类恐龙其实体型较小,只有1到5吨的体重,但随着时间的推移,它们逐渐演化出巨型化的趋势。

比如,早期的腕龙、梁龙、图里亚龙的体型都不算巨大,随着环境的变化和竞争压力的加剧,它们逐渐变得越来越庞大。

这种现象可以类比于我们生活中的动植物。

就像小猫可能演化成老虎,甚至连鸭子也可能演化成鸵鸟,环境和生存压力迫使不同的物种朝着相似的方向进化。我们称这种现象为“趋同演化”。

其实,趋同演化其实非常常见。

举个例子,海豚和鲨鱼,一个是哺乳动物,一个是鱼类,但它们都演化出了相似的流线型身体和鳍,以适应水中的快速游动。

蝙蝠和鸟,一个是哺乳动物,一个是鸟类,但它们都演化出了可以飞翔的翅膀。

而蜥脚类恐龙的巨型化,就是趋同演化的一个更深刻的例子。

在长达1.4亿年的地质历史中,不同种类的蜥脚类恐龙在独立的演化过程中都朝着巨型化的方向发展,这种现象令人叹为观止。

虽然科学家们目前还无法完全解释蜥脚类恐龙为何会趋同演化为巨型化,但一些身体特征和生活习性或许可以为我们提供线索。

首先,这些巨龙并不是像某些寿命极长的动物那样缓慢生长。

蜥脚类恐龙是卵生动物,而这些巨型恐龙的蛋竟然和篮球差不多大。

想象一下,一个从篮球大小的蛋里孵化出来的小恐龙,如何在20到50年间迅速成长为几十吨重的庞然大物,这本身就是一个令人惊奇的生物现象。

巨龙的成长压力来自掠食者。

小恐龙刚出生时,体型非常娇小,几乎没有自卫能力,因此快速生长是它们生存的唯一出路。

与此同时,它们的繁殖策略也非常“粗放”,一次产下大量的蛋,孵化之后就不再管小恐龙的生死,生存压力迫使它们尽快长大。

总结:

尽管蜥脚类恐龙为何巨型化的谜团仍未解开,但科学家们通过大量的研究和发掘,证实了环境在物种演化中所起的关键作用。

无论是巨龙还是其他物种,最终能在竞争中脱颖而出的,往往是那些最能适应环境变化的个体。

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