霸王龙体温与人类相近:这对恐龙演化意味着什么
加州大学洛杉矶分校(UCLA)一项新研究测得霸王龙体温为36.3°C——与人类几乎相同。这一发现重新引发了关于恐龙新陈代谢的讨论,并表明这些顶级掠食者可能曾游走于极地地区。
那个改变一切的数据
有史以来最著名的恐龙,体温约为36.3摄氏度。与人类几乎相同。不是爬行动物,不是在岩石上晒太阳的蜥蜴。而是与你更接近的存在——正在屏幕前阅读这篇文章的你。
这一发现来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)由罗伯特·伊格尔和卡拉德娜·特里帕蒂领导的团队,于9月16日发表在《科学进展》上。这是首次利用热力学方法直接估算恐龙体温,而非从骨骼结构或生物力学模型中推断。其影响远超单一标本。
他们如何得出这个数字
关键在于一颗牙齿。确切地说,是一具名叫"托马斯"的霸王龙牙齿,2003年发现于蒙大拿州。托马斯体长约10米,距今约6600万年,是世界上最保存完好的霸王龙骨架之一,现藏于洛杉矶县自然历史博物馆。
伊格尔的团队分析了封存在牙齿珐琅质中的稳定同位素比例。珐琅质非常适合这类研究——它拥有巨大且极为耐久的晶体结构,能在地下数千万年中抵抗化学变化。骨骼会降解,而牙齿得以留存。
研究人员只需从牙齿中钻取几毫克材料。但这并非总是可行。当团队初次向博物馆提出申请时,遭到拒绝。样本将被销毁,而没有人愿意冒险损害一件不可替代的标本。花了十多年时间完善方法,这项技术才变得足够灵敏,能够处理微量样本。特里帕蒂直言不讳:如果他们不能证明只需要几毫克,就永远拿不到这颗牙齿。
相同的同位素技术此前曾被用于确定巨齿鲨——这种史前巨型鲨鱼——是一种温血掠食者。但将其应用于恐龙——尤其是名气最大的恐龙——完全是另一回事。
36.3度为何重要
数十年来,恐龙是温血还是冷血的问题主要依靠骨骼特征、生长速率和生物力学来判定。这些证据指向不同的方向。一些肉食恐龙显示出高代谢的迹象,而像剑龙这样的草食恐龙似乎具有更慢、更接近爬行动物的生理特征。
“对于如此著名的动物,我们实际了解的匮乏程度令人惊讶。“特里帕蒂说。
现在他们得到了一个直接的数据。36.3度正好处于现代内温动物——哺乳动物和鸟类——的范围内。它与人类平均体温几乎无异,也落在鸵鸟、鸸鹋等大型鸟类以及大象的区间内。
这并不意味着所有恐龙都是温血的。但它意味着白垩纪晚期北美洲的食物链顶端的霸王龙,并不像现代鳄鱼那样作为被动伏击猎手在寒冷中蛰伏。它在自己产生热量。它活跃。维持这个温度代价高昂——就代谢而言。
极地之谜
这正是这一发现悄然颠覆认知的地方。
霸王龙化石已从德克萨斯州一直发现到阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省。36.3度的体温意味着这种动物不需要像冷血爬行动物那样晒太阳来提升核心体温。一只温血的霸王龙可以迁徙到更高纬度——甚至是白垩纪北美洲的极地地区——而不会冻僵。
“体温调节机制决定了行为、分布、能量预算以及物种如何应对气候变化。“特里帕蒂指出,“一只温血的霸王龙几乎可以在整个大陆的任何一个地方活动,包括靠近北极的高纬度地区。它是一种完全不同于需要在阳光下取暖的爬行动物的动物。”
这并非纯粹推测。白垩纪的极地地区比今天温暖得多,但仍经历漫长的黑暗期,气温远低于冷血动物能够舒适耐受的水平。体内温度36.3度的霸王龙所面临的根本约束是不同的——不是能否在寒冷中生存,而是能否找到足够的食物来维持其代谢。
这对霸王龙行为意味着什么
伊格尔认为,如果霸王龙确实是温血的,它可能需要比之前假设的更频繁地捕猎。维持恒定高温需要大量热量摄入。以托马斯的体型——估计远超8吨——所需的食物量极为庞大。
这改变了霸王龙生态的图景。不再是大冷血掠食者典型的偶尔捕杀和盛宴循环,温血霸王龙可能是一种持久的、大范围活动的猎手。它可能为寻找猎物而长途跋涉,这也进一步打开了其活动范围远超当前化石证据所能记录的可能性。
代价显而易见:高代谢意味着高能量需求。在较冷的气候中,成本更高。在边缘环境中,一只温血掠食者始终在燃料和饥荒之间走钢丝。
更大的图景
关于恐龙生理学的争论远未终结。这项研究为一种物种提供了一个坚实的数据点。其他恐龙需要类似的测量——而且该方法仍受限于保存完好的牙齿的可获得性以及博物馆是否愿意从不朽标本上取下微小样本。
但36.3度这一数字的意义远超霸王龙本身。它证实至少一种标志性的恐龙以类似哺乳动物或鸟类的代谢引擎运转。它强化了内温性在兽脚类恐龙中比此前已证实的更为广泛存在的证据。它以冷血模型无法解释的方式,重新框定了这些动物的环境适应能力。
下次你听到有人把恐龙称为"巨型蜥蜴"时,请记住:恐龙之王体内运行的温度与你大致相同。我们与这只6600万年前的掠食者之间的距离,比大多数人想象的更近。