恐龙的生理机能:概述-恐龙探秘

时间:2023-12-04 18:19:01

恐龙的生理机能:概述

上述讨论举例说明了在试图研究恐龙新陈代谢的过程中所运用方法的范围和种类。

恐龙的生理机能:概述-恐龙探秘

罗伯特·巴克在评价早侏罗世哺乳动物在陆地上被恐龙所取代的意义时采取了不加怀疑的态度。他主张,这个模式只能这样解释,即恐龙能够与他的“高级”内温哺乳动物模型相抗衡;而要做到这一点,它们就必须是内温动物。这是真的吗?实际上答案是:不……不一定。

在三叠纪结束、侏罗纪刚刚开始的时候,地球对于作为哺乳动物的人类来说并不是一个特别适宜居住的世界。当时泛古陆的大部分地区都受到季节性的、但总的来说干旱的气候条件的影响,沙漠在全球广泛分布。这种温度高、降雨量小的环境以极不相同的方式对内温和外温的代谢作用施加选择性的压力。

正如前面所讨论的,外温动物所需要的食物比内温动物少,因而在生物生产率低的时候幸存的可能性更大。爬行动物的皮肤上长有鳞片,在干旱的沙漠环境下可以极大地防止水分丢失;它们也不排尿,而是排泄干燥的面糊状物质(与鸟粪相似)。较高的周围环境温度对于外温动物来说很有利,因为它们内部的化学性质在最适宜的温度下可以相对容易地保持下来。总而言之,可以预测,按典型的爬行动物模式构成的外温动物能够很好地克服像沙漠这样的环境条件。

内温动物,例如哺乳动物,在高温条件下会受到生理应力的作用。哺乳动物“适应”了从身体向周围环境散热(它们身体的恒温调节装置使它们保持着高于正常环境温度的平均体温),并相应地调节它们的生理机能。在冷的时候,哺乳动物可以通过竖起毛发阻挡空气,因而增强隔热效率来减少热量从身体散失;利用“颤抖”使肌肉迅速产生额外的热量,或者提高基础代谢率。然而,在周围环境温度很高的情况下,向环境散热以防止致命过热的需要就变得至关重要了。蒸发冷却是少数可利用的选择之一;这可以通过喘气或皮肤表面排汗来实现。这两个过程都要从身体流失大量的水分。在水供应不足的沙漠环境下,水分流失的结果可能是致命的。使问题进一步复杂化的因素是,哺乳动物通过排尿将代谢的分解产物从身体排出,也就是通过含水溶液将废物冲出体外。除了热负荷和水分流失等问题,哺乳动物还需要大量的食物来维持它们内温的生理机能。沙漠是生产率很低的地区,因而食物供应有限,不能支持大量的内温动物种群。

从单纯环境的观点来看,晚三叠世/早侏罗世的世界或许是异乎寻常的。那个时候的环境很可能更有利于外温动物,并将早期哺乳动物限制在很小的体型和以夜间活动为主的生态位。在现今的沙漠中,几乎所有的哺乳动物(除了骆驼这一着实不同寻常的动物之外)体型都很小,且全部为夜行性的啮齿类和食虫类。它们通过穴居在沙漠表面之下挺过白天的极度炎热,那里的条件比较凉爽、潮湿;而夜里一旦温度下降,它们便爬出来,利用自己敏锐的官能寻找昆虫猎物。

随着泛古陆开始解体,较浅的陆缘海遍布在陆地之内和陆地之间,晚三叠世/早侏罗世极度干旱的气候终于得到了改善。总的气候状况似乎变得极其温暖和潮湿,而且这样的气候条件在很宽的纬度带内盛行。需要强调的是,在整个恐龙时代,极地区域均没有被冰所覆盖。与地球历史上的大部分时期相比,我们今天居住的世界是很不寻常的,它拥有被冰覆盖的北极和南极,因而具有纬度方向上界限非常狭窄的气候带。在侏罗纪这样草木相对繁茂的环境条件下,生产率显著提高;侏罗纪主要的含煤沉积层就是在长期拥有茂密森林的地区埋藏的。因此,发现侏罗纪时期恐龙的分布范围和多样性呈爆发式扩增或许就不令人惊讶了。