【恐龍公園】恐龍為啥能長那么大？

【恐龍公園】最大的陸生動物

在阿根廷一家自然博物館，陳列著一節恐龍的椎骨。它長1.6米，需要一部鏟車才能舉起來，而要是人類的一節椎骨，你的一只手掌就足以把它托起。

這節椎骨屬于阿根廷龍。這種恐龍生活在距今約1億年前，就我們目前所知，是有史以來最大的陸生動物。它在一生中，可以長到大約35米，重80噸。

阿根廷龍是蜥腳類恐龍的一種，其他還包括梁龍、腕龍和雷龍。蜥腳類恐龍很容易辨認，其特征是擁有一根長長的脖子，一條長尾巴，一個桶狀的軀干和粗壯的腿。盡管并非所有蜥腳類恐龍都是龐然大物，但大型蜥腳類恐龍的確大得不可思議。

沒有任何陸生動物曾經接近過像阿根廷龍那樣大的塊頭。今天生活在地球上的最大陸生動物是非洲象，雄性非洲象一般可重達6噸。迄今最大的陸生哺乳動物是高6米的巨犀，生活在距今3000萬年前，重達15噸。但它們都沒法跟蜥腳類恐龍相比。甚至在恐龍中，蜥腳類恐龍都算得上是“巨人族”。成年的霸王龍只有7噸重，目前出土的最大非蜥腳類恐龍是一只鴨嘴龍，重16噸。

長期以來，蜥腳類恐龍聞所未聞的碩大身軀對于生物學家來說都是一個謎。它們怎么可以長這么大？為什么在這之前和之后沒有別的陸生動物可以達到它們的塊頭？這些問題一直以來沒有讓人信服的解釋。

但現在，一個理論終于可以比較滿意地解釋它們是如何進化來的了。

【恐龍公園】卵生幫助恐龍挑戰極限

早在19世紀，英國古生物學家愛德華?柯伯就注意到一個現象：一個物種的動物在進化過程中傾向于越變越大。這后來被稱為柯伯規則。

從進化上講，個體越大，就越難以被捕食者侵犯，同時也更容易在尋找食物和配偶時打敗敵手，但同時也會帶來一些劣勢。大型動物更容易滅絕，因為大型動物比起小型動物來，食量大，繁殖又慢，所以當遇到食物短缺的年代，滅絕的概率就更高。

所以，一方面自然選擇鼓勵動物越長越大，但另一方面，它們最終要為此付出代價。這兩股力量相互制約，使得大多數陸生動物一般不超過10噸。

大的體型還會產生其他一些問題。譬如，如何支撐那么大的體重？如何攝入足夠的食物和氧氣？如何防止身體過熱？但不可思議的是，這些問題所帶來的挑戰全被蜥腳類恐龍克服了。

這是怎么回事？1990年代，一位美國古生物學家提出一種觀點，認為一個重要的因素是蜥腳類恐龍的繁殖方式。像所有的恐龍一樣，它們是卵生的，而幾乎所有哺乳動物都是胎生的。

我們知道，哺乳動物體型越大，它所下的崽就越少，而且每次懷胎間隔就越長。然而因為卵生，大型恐龍卻可以持續不停地下一窩窩的蛋，因此擁有非常多的后代。大象要隔4年才生一次，在同樣的時間里，一頭大型恐龍大概可以產幾百個蛋了。當恐龍體型增大的時候，它的后代數量并沒有因此減少。這樣，它們就躲過了一般大型動物因繁殖慢而容易被滅絕的風險。萬一遇到危險，比起大型哺乳動物來，它們種群的數量也恢復得更快。

蜥腳類恐龍擁有強大繁殖能力的證據來自它們留下的非常詳盡的化石記錄。蜥腳類恐龍留下了許多恐龍蛋和巢的化石。這些恐龍蛋一般只有鴕鳥蛋大小，一窩可以達到8只，有時候甚至里面的胚胎化石都完整保留了下來。

給古生物學家留下深刻印象的是：成年的蜥腳類恐龍體型那么龐大，而它們產的卵卻那么小，這實在不成比例！通常動物個體很大一部分能量用于繁殖后代，然而一只母蜥腳類恐龍，至少重在5噸以上吧，一次產下的蛋卻最多不超過24千克，所以它一年內應該能產好幾窩蛋。此外，還有證據表明，蜥腳類恐龍都沒有看護恐龍蛋和小恐龍的習性，這種習性又進一步提高了它們的繁殖能力。

【恐龍公園】像鳥一樣呼吸

但卵生和不需要父母看護，看來并不是事情的全部，因為所有恐龍都卵生，而且都很少看護后代，但有的體型就比較小，所以蜥腳類恐龍能長這么大可能還有其他原因。

為了變得那么大，在有限的壽命里，就得長得快。為了了解恐龍的生長速率，科學家在顯微鏡下檢查了它們的骨頭切片。多數恐龍的骨骼里都有像樹木年輪一樣的生長線，這是新陳代謝緩慢的動物所特有的。而蜥腳類恐龍卻沒有生長線，這跟哺乳動物和鳥類相似。這說明蜥腳類恐龍新陳代謝率快，而這一點可以讓它們在更短的時間內達到體型的極限。比如古生物學家對一種重達30多噸的亞洲蜥腳類恐龍的研究顯示，這種恐龍一年要長2噸，而非洲象一年最多才增加200千克體重。

但新陳代謝快必然要引起如何獲得足夠的氧氣，如何散熱等一系列問題。這是如何解決的呢？一些學者認為，這竅門就藏在蜥腳類恐龍那獨一無二的身體構造上。

2003年，有一位美國學者指出，蜥腳類恐龍擁有與鳥類相似的呼吸系統。鳥類的呼吸比起哺乳動物來更為高效，因為它們不僅有肺，還有氣囊。當它們吸氣的時候，空氣同時充滿了它們的肺部以及身體里的氣囊。在呼氣時，雖然肺部的氣體流出，但同時從氣囊流出的新鮮空氣又進入肺部（我們在呼氣時肺部是沒有新鮮空氣的）。所以它們的肺部始終充滿了新鮮空氣，據計算，在一次呼吸中，鳥類肺部毛細血管能夠吸入的氧氣是相同肺活量哺乳動物的2.5倍。有證據表明，蜥腳類恐龍也擁有像鳥類一樣的氣囊。

這種呼吸方式還可以通過很多途徑來幫助支撐一個龐大的形體。首先，它解決了如何獲得足夠的氧氣的問題；其次，氣囊位于它們身體里椎骨附近，就像松軟的海綿一樣，極大地減輕了椎骨所承受的壓力；此外，為了與這種呼吸方式相適應，蜥腳類恐龍椎骨里還有許多中空的氣囊腔，這減輕了椎骨的重量；最后，這種呼吸方式還可以為通過氣喘來散熱提供方便，從而又解決了散熱問題。

【恐龍公園】吃的竅門

最后還需解決食物問題。

現今地球上最大的陸生動物都是食草的，靠吃大量沒有多大營養價值的樹葉和草維持生存。這是因為陸地上沒有足夠的果實和種子之類高營養的食物來滿足一只龐然大物的胃口，而草、樹葉和樹枝卻應有盡有。對于那些已經滅絕的巨無霸動物，也應該不會例外。

但是依靠低營養的草料為生意味著需要吃得很多。在有限的時間內能否吃得足夠多，以滿足身體需要，是決定動物體型的一個重要因素。一頭大象需要每天花18個小時不停地吃，一天大約能吃掉200千克植物。

大型蜥腳類恐龍一天大概需要吃1噸植物，它們如何能做到這一點呢？古生物學家認為，它們那像鶴一樣的長頸和小腦袋是理解這個問題的關鍵。

前面提到，蜥腳類恐龍的椎骨因中空而顯得較輕，這允許它們的脖子長得更長。由此一來，它們上下左右的吃食范圍就更廣了。它們可以站著靜止不動，一切都通過扭動脖子來完成，同時還可以減少能量損耗。

而且在吃食時，它們并不咀嚼，而是用牙齒先把樹葉和樹枝采集下來，塞滿嘴巴，然后才一起吞咽下去。比起花時間咀嚼，這樣做允許它們每天能塞進肚子更多的食物。這還意味著，它們不需要笨重的臼齒以及與之配套的肌肉組織，使得頭部的重量減輕，脖子可以伸得更長。

從一頓未經咀嚼的大餐中得來的營養成分，需要經過體內微生物長時間發酵后才能被吸收。不過如此一來又產生了一個新問題：由于開花植物在蜥腳類恐龍統治地球的時代還沒有進化出來，它們的食譜僅限于像杉樹、銀杏和馬尾松之類比較原始的裸子植物。根據動物營養學家過去的看法，這類飼料的營養價值尤其低。那么蜥腳類恐龍如何能依靠這些植物存活呢？

為此，2008年一位德國古生物學家從綿羊消化道內提取微生物加以培養，然后把這些原始植物給這些微生物做食物，以此來模擬恐龍的消化。結果證明，這些植物的營養價值遠比人們一度認為的要高。只要給這些原始植物足夠長的時間，它們會被消化吸收得相當徹底。因此又可以猜測，蜥腳類恐龍吃進去的食物一定在它們體內停留很長時間。

通過它們那獨一無二的生殖、身體和生活方式上的諸多優勢，蜥腳類恐龍終于克服了限制其他陸生動物生長的不利條件，成長為史無前例的巨無霸。它們一直存活了1.45億年之久，直到6500萬年前才被滅絕。

【恐龍公園】蜥腳類恐龍的歷史

2.2億年前（晚三疊紀）可考證的蜥腳類恐龍祖先在化石記錄中出現。

2.1億年前（晚三疊紀）的化石記錄中出現首個真正的蜥腳類恐龍，重達15噸的伊森龍。

1.55億年前（晚侏羅紀）蜥腳類恐龍達到全盛時期，像馬門溪龍、腕龍出現了，此外還有梁龍和雷龍。除了南極大陸，所有大陸上都發現了蜥腳類恐龍的化石。

1億年前，迄今最大的蜥腳類恐龍阿根廷龍出現在今天南美洲巴塔哥尼亞一帶。

6500萬年前，由于一顆小行星撞擊地球，蜥腳類恐龍和其他恐龍一起被滅絕。