恐龙是冷血还是热血?
我们中国人管恐龙叫“龙”,是从日语转译过来的,而英文中的“dinosaur”是19世纪英国博物学家欧文起的,意思是“恐怖的蜥蜴”。在18、19世纪,恐龙化石首先在科学发达的欧洲被发掘和研究。
由于早期的化石很不完整,研究者们也缺乏参照,因此只能根据牙齿、骨骼的结构,认为它们跟今天的蜥蜴比较像,复原后也是笨拙的大蜥蜴形象:身材臃肿,四条腿在身体两侧摊开,尾巴拖在地面……既然今天的爬行动物都是冷血的,那恐龙也是冷血的吧!
后来随着化石的增多、研究的深入,古生物学家对恐龙的外表复原也越来越靠谱,但“恐龙是行动迟缓的冷血动物”这种观点,直到20世纪七八十年代的科普读物中仍很常见。
其实,“冷血动物”的说法并不准确,说“变温动物”比较合适。今天除了哺乳类和鸟类外,绝大部分爬行类、两栖类、鱼类以及无脊椎动物,都缺乏保持体温的能力,主要靠选择合适的环境来保持体温。如果外界温度太低的话,血液也不能达到最合适的温度,使它们行动困难。河滩上的鳄鱼、家养的宠物龟都喜欢晒太阳,主要就是为了给身体加热。
在19世纪和20世纪初,人们认为恐龙生活的中生代温暖湿润,是两栖爬行动物的天堂,没几个人认为它们需要刻意保持体温。加上当时人们普遍轻视两栖爬行动物,因此恐龙也被打上了冷血、愚蠢的标签,难以翻身。
问题是,今天爬行动物的四肢,是摊在身体两侧的,休息时肚子就贴在地上;而恐龙的四肢像哺乳动物一样位于身体下方,要保持这样的姿势,腰部、四肢的肌肉必须非常强壮,这需要较高的代谢效率。
上世纪60年代末,美国耶鲁大学教授奥斯特罗姆提出,恐龙就是像鸟、兽一样的热血动物!他同时抛出了一个极有说服力的证据,就是秘密研究了5年的恐爪龙:这种恐龙发现于美国西部的早白垩世地层,体长约3.4米,骨骼轻盈,每只后脚上有1个镰刀状的大爪子。
奥斯特罗姆认为,恐爪龙的样子,表明它们是行动敏捷、擅长快速跑跳和打斗的动物,只有热血才能为它们提供足够能量。此后世界各地又发现了许多类似的小型恐龙化石,还有人发现恐龙的骨骼内部像哺乳类一样有大量“哈弗管”,这也是高速代谢的特征。
在事实面前,越来越多的古生物学家相信,恐龙应该是敏捷的热血动物。这个革命性认知很快影响了全社会,更有明星范儿的“热血恐龙”让公众更加如痴如醉,也为众多艺术家找到了创作灵感……直到上世纪90年代的《侏罗纪公园》,把这个被称为“恐龙文艺复兴”的大事件推向了高潮。
对于那些二三十米长的蜥脚类恐龙,也曾被很多人认为是变温的。
毕竟庞大的身躯让它们行动缓慢,而且变温动物不需要保持体温,吃东西比较少,对蜥脚类来说似乎更合理。然而早在20世纪40年代,美国的几位研究者就注意到一个问题:蜥脚类恐龙这么大,如果它们也像鳄鱼、巨蜥一样每天早上要晒太阳加热,需要多少时间呢?实验和计算给出的答案是——需要晒86个小时,才能提高1摄氏度体温!显然除了极地附近,地球上没有什么地方能提供这么长的日照。
更要命的是,在身体内部达到足够温度之前,它们的皮肤估计早都烫坏了!光是这一条,就足以把蜥脚类恐龙划入恒温动物的行列。
经过《侏罗纪公园》等影视和科普作品的宣传,恐龙的热血形象已经深入人心,比如电影里快如闪电的伶盗龙。可是“过犹不及”,哪怕伶盗龙、恐爪龙这样的小型食肉恐龙,敏捷程度真能和今天的猛禽、猛兽一样媲美吗?
2014年,美国新墨西哥大学做了一项研究,发现化石显示的恐龙生长速度和代谢速度,正好介于今天的爬行动物和哺乳动物之间,既不太慢也不太快。这表明,恐龙应该是像今天的棱皮龟、大白鲨或金枪鱼一样,能让体温在外界温度太冷时不会过低,但也不会始终保持恒定的体温。这种生存方式,被研究者称为“中温动物”。
其实这种中庸,也没什么不好:这种代谢程度不太高的“中温”,使恐龙比那些变温的爬行动物动作更快,在演化早期逃过那些巨大的天敌;同时也使恐龙不用消耗太多的食物,从而能长到非常巨大的体型。当然在6500万年前的那颗小行星面前,一切都没用了……