众所周知,恐龙是地球历史上出现过的最大的陆生动物。目前发现最大的恐龙是来自阿根廷的巴塔哥巨龙(Patagotitan),研究认为它的体重接近70吨。相比之下,现生最大的陆地生物非洲象体重“仅为”5吨左右。那么,恐龙为什么那么大呢?在美国自然历史博物馆展出的巴塔哥巨龙骨架。巴塔哥巨龙产自阿根廷著名的恐龙产地巴塔哥尼亚,生活于距今约1亿年前的白垩纪中期,是迄今发现最完整的大型植食性巨龙类恐龙。
在已发现自约6个个体的标本中,其中一个个体的股骨长达2.38米。研究认为巴塔哥巨龙体长可达37米,体重69吨,可能是有史以来最大的恐龙。每当提及地质历史时期的一些体型庞大的史前生物,比如石炭纪的巨型昆虫时,我们经常会听到一种常用而宽泛的解释,即较高的温度或氧气含量使得生物变大。实际上,虽然温度或者氧气含量可能是影响生物体型的因素,但其与生物体型之间并没有直接的因果关系。
特别是恐龙崛起的中生代早中期,大气中氧含量甚至低于现代,以致恐龙发展出了使用气囊的双重呼吸系统,即在呼气和吸气时肺部都能交换氧气。这种高效的呼吸系统如今被“飞向蓝天的恐龙”——鸟类所继承。导致巨型生物出现的原因,往往很难用一个或简单几个环境因素解释,更多情况下可能是多种因素混合作用的结果。就恐龙而言,不同恐龙类群大型化的原因可能也有所不同。
对体型最为庞大的蜥脚类恐龙(包括巴塔哥巨龙和其他著名的巨龙如腕龙、雷龙等)来说,它们非常特化的取食-消化-运动-呼吸生理系统被认为是巨大化的主因。蜥脚类恐龙几乎放弃了咀嚼这种有效但上限相对较低的进食方法,而采用一种类似“植物吸尘器”式的快速采食手段,在森林中几乎不需要运动,使用长长的脖子和小小的头部就能扫完一大片植物,吃完之后再换下一片。
它们的消化也不需要胃磨系统(胃石加蠕动),吃进去的植物在高温和消化酶或者微生物的作用下分解产生能量,维持整个系统运作,就如同站立的沼气池一般。蜥脚类恐龙在低能耗的情况下快速高效地获得能量,呼吸系统也足以提供充分的氧气,同时巨型化也能有效抵御捕食者的攻击,因此演化出了陆地脊椎动物中最庞大的体型。而在鸟臀类恐龙中,鸭嘴龙类演化出了非常特化的牙齿齿板,极大地提高了咀嚼效率,因此体重也可以达到十余吨。
在山东诸城首先发现的山东龙(Shantungosaurus)是地球历史上最庞大的非蜥脚类动物。研究者估计其体长可达17米、体重约16吨。山东龙属于鸭嘴龙类,鸭嘴龙类的著名成员还包括副栉龙、慈母龙、青岛龙等。上述便是一些恐龙类群巨型化的可能的生物原因。实际上,对导致恐龙巨型化的环境因素目前还有诸多不甚明了之处,古生物学者还在进一步地研究。