/b>二,所謂的巨大恐龍其實是指蜥腳類恐龍;那麼問題相當於轉化成

——為何蜥腳類恐龍的體型遠大於後來的陸生動物?

如今地球上最大陸地動物就是非洲象,但體重一般不超過10噸。同時,有很多人提到巨犀(一種已經滅絕的犀牛,生活在漸新世)。其實無論是巨犀還是非洲象,在蜥腳類恐龍面前都是弟弟。

從左到右依次序:3-巨犀 4-巴塔哥泰坦巨龍 6-非洲象

上圖中的巴塔哥泰坦巨龍是目前已知最大的恐龍(30%的化石完整度),37米長,73噸。

咱們再來看看其它的巨型蜥腳類恐龍

阿根廷龍(紅)、馬門溪龍(綠)、超龍(橘)、梁龍(紫)、富塔隆柯龍(藍)

蜥腳類恐龍作為地球歷史上最大的陸生動物,雖然目前的研究還不能確定到底是什麼因素使得蜥腳類恐龍長得如此巨大,遠遠超過後來的陸生動物,但根據相關研究,可以從以下幾點進行推測。

1.柯普法則:順應演化規律,大才有生存優勢

美國古生物學家愛德華·德林克·柯普通過觀察化石記錄的信息發現,動物的軀體總是朝著巨大化的方向進行演化,比如剛開始時個體一般較小,隨著時間推移,後代會變得越來越大。生物學家把生物的這種體型趨於增大的進化趨勢稱為「柯普法則」。

嚙齒動物、靈長類、蝙蝠、食肉動物的體積隨時間變化圖

包括上文提到非洲象,它的祖先始祖象體型比現代象小很多,肩高只有約70釐米,身長不超3米。

很多動物的體型都有變大的趨勢,這是生存的需要,體型越大,自衛能力越強,越不容易成為被捕食的對象。也就是說,可能是生存競爭使得蜥腳類恐龍長成了「巨無霸」,這樣它在攻擊、逃避、覓食、確立勢力範圍、爭奪雌性等時,都處於有利地位,也不用擔心自己受到食肉動物的攻擊。

到這裡,肯定有人問,從白堊紀大滅絕開始的6500萬年來,為什麼沒有動物長到像蜥腳類恐龍那麼大呢?所以,這就要引出第2點了。

2.進食量大,高消化率

後來的陸生動物之所以沒有長到跟蜥腳類恐龍一樣的大,可能與進食量以及消化率有關。

·進食量:跟蜥腳類恐龍一樣,如今陸地最大的動物非洲象每天都忙於喫喫喫,用於進食的時間多達18個小時,但是它在進食時要花費大量的時間進行咀嚼,這就決定了它每天的進食量是有限的,每天喫掉的食物約為200千克。

而蜥腳類恐龍每天大約能喫1噸食物,為了更高效率地獲取食物,部分蜥腳類恐龍甚至放棄了咀嚼,演化出長度驚人的頸部,以極低的能耗進食,因而可以在一定時間內吞下更多的食物同時。

·消化率:蜥腳類恐龍的腸道容積也很大,並且依靠一個龐大的菌羣消化,整個腸道就像發酵池,這樣的特點使得它每天的進食量遠遠超過現在的哺乳動物。

此外,中生代時期的地球植物茂盛,樹木高大,為了喫到枝葉,也會逐漸進化出巨大體型。

3.儲存熱量

上面說到它們進食量大,那麼為什麼進食量大呢?

首先要明白一點,動物需要通過進食,給自己製造新鮮蛋白質DNA,而蛋白質和DNA都富含,因此需要從食物中吸收足夠的氮。

如果是肉食者,那根本不用擔心,而這些巨龍作為素食者,就要喫大量的植物才能得到足夠的氮。但這樣做,你的卡路里就有了盈餘,要麼就變得活躍,通過運動消耗掉;要麼就是長成巨人,獲得更多的儲存空間,代謝率也有所下降,蛋白質和DNA的更替率也有所下降,從而降低了飲食中對氮的需求。

所以,喫素的恐龍有兩種演化方案:要麼長大;要麼變小,更活躍。而這種演化策略在現今的喫素蜥蜴中也有體現,比如地道的素食主義者鬣蜥,體長達1.6米,最長可逾2米。

4.三碳植物和四碳植物

中生代大部分時期,地表的優勢植物都是裸子植物蕨類植物,它們都屬於三碳植物,三碳植物的木質化程度低,容易消化和吸收,所以蜥腳類恐龍在大量進食的情況下,又能充分吸收營養物質,自然能長高長大。

到了白堊紀晚期,被子植物已經是優勢植物,屬於四碳植物,難以消化。因此白堊紀中晚期的巨型蜥腳類恐龍大幅度減少,不再是優勢植食性恐龍,取代它們的是鴨嘴類、角龍類恐龍,因為鴨嘴類和角龍類恐龍具有更先進的咀嚼的能力和消化能力。

5.如鳥類般的呼吸系統

動物的生存、生長不僅需要食物,也需要氧氣。體型越大,其需氧量也就越多。因此,蜥腳類恐龍如此龐大的身軀沒有一個好的呼吸供氧系統是肯定不行的。

·氣囊:蜥腳類恐龍擁有與鳥類一樣的肺部結構,含有氣囊,呼吸效率遠是哺乳動物2.5倍

當它們吸氣時,肺部和氣囊中充滿空氣;當它們呼氣時,氣囊裏的新鮮空氣湧出取代肺部的空氣,「雙重呼吸」結構,這意味著肺部始終擁有新鮮空氣。

尼日龍和薩爾塔龍的氣囊系統(藍色 綠色 黃色-氣囊,橙色-肺部)

與此同時,與鳥類十分相似的呼吸系統,對支撐蜥腳類恐龍龐大的身軀多有助益。氣囊位於脊椎附近,有利於減輕恐龍四肢所承擔的重量。

(如上圖的尼日龍和薩爾塔龍,它們都是後期的新蜥腳類恐龍,脊椎骨上都布滿了氣囊形成的空腔,而早期蜥腳類恐龍只有頸椎具有氣囊。)

6.新陳代謝旺盛,幼年增長速度驚人

德國波恩大學古生物學家馬丁·桑德的研究團隊在系統研究蜥腳類恐龍後,認為其它類型的恐龍都沒有蜥腳類恐龍這麼高的增長速度。

同樣,根據對體重30噸的馬門溪龍骨骼化石研究,發現其生長高峯期每年體重增長高達2噸,而非洲象的極限時只有可憐的200千克。

另外,幼年恐龍新陳代謝率卻明顯高於成年恐龍,也從側面反映了恐龍在幼年時生長速度極快。

楊氏馬門溪龍,建設馬門溪龍,合川馬門溪龍,中加馬門溪龍

7.繁殖能力強

美國布朗大學古生物學家克里斯丁·賈尼斯研究發現,蜥腳類恐龍身軀龐大的一個重要因素是其獨特的繁殖方式:大型恐龍可以同時擁有許多蛋和幼崽。雖然恐龍體型在不斷增長,可幼崽的數量並沒有減少。

而哺乳動物的體型越大,其後代的數量就越少,繁殖間隔期也越長。如今,地球上最大的陸生動物非洲象每4年會產下一頭幼崽,而在相同的時間裡,恐龍則能夠產下數百個蛋。在蜥腳類恐龍面臨危機時,這種繁殖方式能夠使它們的數量快速反彈。

——————————

以上的幾點只是目前相對科學的解釋。正如開頭所說,蜥腳類恐龍的巨大化原因是複雜的,並不是單一因素決定的,它們為何比後來的陸生動物都要大?只能等待進一步的科學研究了。

——————————

最後可能會有人問:」氧氣呢?溫度呢?你都不考慮的嗎?

之所以不提,是因為較為複雜,我也暫時沒看到較為權威的解釋。(說白了,是我不知道,哈哈)

但氧氣和溫度並不是出現巨獸的必要條件。

·氧氣:①中生代的氧氣含量比現在低很多,卻出現了巨型恐龍。

②藍鯨,藍鯨是地球已知所有動物中體型體重最大的物種,但是它們卻生活在大氣氧含量21%的地球上。(當代的含氧量在歷史不是最高也不是最低,石炭紀含氧量高達32%

·溫度:伯格曼法則,大概意思就是同一種恆溫動物隨著緯度,海拔升高而體型增大。也就是寒冷地區的動物體型較大,然而,恐龍所在中生代溫度比現在高的多。

地球的溫度變化,Tr、 J 、K為中生代

最後的最後,肯定會有人問:」恐龍不是冷血動物嗎?不適用伯格曼法則啊!「關於這個問題,可以自行搜索1960年代晚期開始的恐龍文藝復興,有一個著名理論——恐龍溫血理論。

——————————————————————

更新:正好今天回答了關於恐龍體溫調節的問題,可以一看,歡迎指正。

恐龍到底是恆溫動物還是變溫動物呢??

www.zhihu.com圖標

更新:有人問,最大的生物是什麼?(藍鯨是已知最大的動物)最大的生物是一種菌類——蜜環菌。在美國俄勒岡州的馬盧爾國家森林生長超過8.8平方千米,菌叢年齡超過2400歲。

推薦兩本有意思的科普書,很適合對古生物感興趣的小白愛好者。

以生物學、地質學、化學等講述生命的十大發明京東去購買?

生命簡史京東去購買?

現貨 PNSO恐龍博物館(全4冊)京東去購買?


先問是不是吧。

侏羅紀的恐龍一般沒有白堊紀的大。

最大的幾種蜥腳類恐龍,比如阿根廷龍和巴塔哥巨龍等,都是早白堊世晚期或者晚白堊世早期。最大的幾種肉食恐龍,除了霸王龍是晚白堊世最末期之外,剩下的南方巨獸龍,鯊齒龍,魁紂龍,棘背龍等等都是早白堊世晚期或者晚白堊世早期。

所以其實大部分巨型恐龍是雲集在早白堊世和晚白堊世中間那段時期的


有關恐龍體型龐大的原因目前存在著三種主流觀點:「軍備競賽」論、高含氧量論、食物論。不管哪種觀點,其本質都是從自然選擇的影響出發考慮。


恐龍為什麼會如此巨大?

關於恐龍體形巨大的成因,以下是一些主流觀點:


「軍備競賽」論


今天最大的陸地動物是大象和長頸鹿,它們巨大的體形都是自然選擇的結果。長頸鹿長長的頸部可以讓它們夠到高處的葉子,這讓它們具有覓食優勢,為了支撐長長的頸部,長頸鹿也需要足夠大的軀體。大象的體形大小直接決定了它們被掠食者殺死的概率,較大的大象更可能存活併產生後代,因此它們纔有了今天的大小。



同樣的自然選擇過程可能也在恐龍世界發生過:蜥腳類等食草恐龍可能同時承受著植物高度和從捕食者口中存活的進化壓力;食肉恐龍同樣需要更大的體形,才能捕獲體形逐漸增大的食草恐龍。這場進化「軍備競賽」將兩者的體形推向極限。


高含氧量論


1979 年,人們在英國德比郡找到了一塊翼展達 70 釐米(相當於一隻鴿子的翼展)的巨大蜻蜓化石,這個物種被命名為「巨脈蜻蜒」。石炭紀的昆蟲為什麼能長那麼大?這都要歸功於氧氣。石炭紀時,地球表面氣候溫暖,地表幾乎被植物完全覆蓋,綠色植物光合作用將大量二氧化碳轉化為氧氣(能夠分解樹木木質素的真菌此時還未出現,無法通過分解消耗氧氣)。種種因素導致了石炭紀時氧氣體積佔大氣總體積的 35%,遠高於今天的 21%。


但氧氣太多也並不是好事。對石炭紀的各種昆蟲來說,高濃度的氧氣會讓它們的細胞膜快速氧化。在這段地球歷史上罕見的高氧時期,體形較大的昆蟲因為有更大的體積表面積比,細胞膜不易受損而更容易存活,體形小的反而早早死去。於是,昆蟲的體形不斷增大。


那麼,恐龍巨大的身體是否也是為了抗衡高濃度的氧氣呢?古生物學家認為,這種可能性微乎其微。因為恐龍中也有體形很小的,比如成年體重只有 110 克的近鳥龍。而且,與恐龍同時期的早期哺乳動物祖先合弓綱(也被稱成獸形綱,是羊膜動物的一綱,包含羊膜動物中所有與哺乳類關係較近的物種。)就一直保持較小的體形,這說明較小的體形同樣能適應高氧環境。



食物論


在恐龍稱霸地球的中生代,地表氣候十分溫暖,大氣中二氧化碳比例也比今天高,地表植被茂密。但是蜥腳下目恐龍所喫的蕨類、銀杏、松、柏、杉等植物,整體營養不如後來出現的被子植物高,因此它們需要攝入大量植物。巨大的體形和長長的脖子能讓它們即便不移動也能喫到葉子,大大減少了進食消耗的能量。


化石顯示,蜥腳下目恐龍口中的齒密集且短小,這樣的牙齒應該無法充分碾碎植物纖維,只能起到幫助吞嚥的作用。為了能快速獲取食物,一些蜥腳下目恐龍放棄了咀嚼這項耗時耗能的工作,它們直接吞嚥植物柔軟的葉片。


為了儘可能從植物中汲取養分,蜥腳類恐龍還進化出了長長的消化道,以延長食物在體內的停留時間。巨型蜥腳類恐龍每天進食超過 1 噸,在成長的巔峯期,體重每年可增加 2 噸。


決出最大恐龍

要確定哪種恐龍體形最大,就要找到化石證據。古生物學家很少能發現完整的恐龍骨骼化石,更多發現的是恐龍的部分骨骼,甚至是碎片。通過腿骨的長度、直徑等參數,古生物學家可以大致還原出恐龍的高度和體重。而且,最大的恐龍這個提法也不準確——到底是最重、最長,還是最高?


如果要選最重的恐龍,很有可能要屬阿根廷龍。它屬於泰坦巨龍類,這類恐龍的共同點是體形龐大,頸長尾長,且都是食草恐龍。不過,對阿根廷龍平均體重的估算值,也是各執一詞:倫敦自然歷史博物館的估算值是 70 噸;美國自然歷史博物館的估算值最高為 82 噸;英國國家廣播公司的估算值達到 100 噸。意見不一的原因是化石不完整:阿根廷龍是在 6 塊中後部椎骨、5 塊尾椎骨碎片、1 塊脛骨和 1 塊肋骨碎片,總計 13 塊骨骼化石基礎上重構的。另一位強有力的競爭者是重 62 噸的巴塔哥泰坦龍,體重由來自 6 個單獨個體的骨骼化石重建,也就是說,這是一條拼出來的恐龍。


那麼,誰是至今存在過的最長的恐龍呢?

最低 0.3 元/天開通會員,查看完整內容

購買該雜誌查看完整 15 篇內容

雜誌

大自然探索 2019年05期

準確傳播科普知識,深入揭示自然奧祕,全力探索人文互動

¥7.80 會員免費


恐龍演化出氣囊結構,呼吸效率高,並且骨骼中空,密度低於哺乳類的骨骼,因此體型可以比陸生哺乳類更大

不過最大的陸生哺乳類也不算太矬,巨犀體型已達到大型蜥腳類恐龍的水平


謝邀。。。

先問是不是,再問為什麼。。。

我就不講巨犀這種9m長,8m高,15噸重的坦克型身材了。。。

也不講桑氏偽齒鳥這種翼展7.3m比小型飛機還大的飛機身材。。。

藍鯨總聽過吧。。。不是我說,藍鯨是已知地球上生存過的體積最大的哺乳動物,33m181噸,完全不虛那堆海爬。

當然平均體型下降可能和大氣含氧量有關係,有研究表明富氧環境下蟑螂能比正常環境大50%另一篇回答裏有提及。。

為什麼巨形的海洋生物很多,但很少見到巨型的陸地生物呢??

www.zhihu.com圖標

結論是後面的生物也不小,不要小看我們哺乳動物哼

最後不要被藍鯨限制了想像力

中生代海洋中有哪些巨型魚類??

www.zhihu.com圖標

俺們海爬也不小


推薦閱讀:
相關文章