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化学线索揭示恐龙新陈代谢率高低:温血的是霸王龙 冷血的是剑龙

作为研究一部分进行调查的动物子集的示意图。代谢率和由此产生的热生理策略是用颜色编码的,橙色表示高代谢率与温血动物一致,蓝色色调表示低代谢率与冷血动物一致。从左到右:蛇颈龙、剑龙、梁龙、异特龙、卡利普特(现代蜂鸟)。图片来源:J。 威曼  作为研究一部分进行调查的动物子集的示意图。代谢率和由此产生的热生理策略是用颜色编码的,橙色表示高代谢率与温血动物一致,蓝色色调表示低代谢率与冷血动物一致。从左到右:蛇颈龙、剑龙、梁龙、异特龙、卡利普特(现代蜂鸟)。

  在《自然》杂志的一篇新论文中,美国科学家揭示了一种研究恐龙新陈代谢率的新方法,该方法利用恐龙骨骼中的线索表明个体动物在其生命的最后一个小时内呼吸量。研究以此证实,大多数恐龙都是温血动物。

  几十年来,古生物学家一直在争论恐龙是像现代哺乳动物和鸟类一样是温血动物,还是像现代爬行动物一样是冷血动物,但一直没有定论。

  科学家们试图从恐龙骨骼的化学和骨组织学分析中收集恐龙的代谢率。新方法没有考虑骨骼中的矿物质或恐龙的生长速度。相反,他们着眼于新陈代谢的最基本标志之一:氧气的使用。当动物呼吸时,会形成与蛋白质、糖和脂质反应的副产物,留下分子“废物”。这种废物非常稳定且不溶于水,因此在石化过程中得以保存。它留下了恐龙吸入多少氧气的记录,从而记录了它的新陈代谢率。

  研究人员在深色股骨化石中寻找这些分子废物,因为这些深色表明大量有机物被保存下来。他们使用拉曼和傅里叶变换红外光谱检查了这些化石。

  团队分析了55种不同动物的股骨,包括恐龙,它们的飞行表亲翼龙,它们更远的海洋近亲蛇颈龙,以及现代鸟类、哺乳动物和蜥蜴。他们将与呼吸相关的分子副产物的数量与已知活体动物的代谢率进行了比较,并使用这些数据来推断已灭绝动物的代谢率。

  研究发现,恐龙的新陈代谢率普遍很高。蜥臀恐龙,如三角龙和剑龙,其代谢率与现代冷血动物相当。鸟臀恐龙,包括迅猛龙和霸王龙等兽脚类动物和蜥脚类动物,以及腕龙等巨大的长颈食草动物是温血的,甚至是热血的。研究人员惊讶地发现,其中一些恐龙不仅是温血动物,它们的新陈代谢率与现代鸟类相当,远高于哺乳动物。

  研究人员说,这些发现可让人们从根本上了解恐龙的生活。重建已灭绝动物的生物学和生理学是古生物学中最难做的事情之一。这项新研究可通过同位素推断体温,通过骨组织学推断生长策略,通过化学物质推断代谢率。

  研究人员表示,了解现代和灭绝的动物如何在生理上对以前的气候变化和环境扰动作出反应很重要,这样就可以为现在的生物多样性保护提供信息,并为人类未来的行动提供信息。


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