說(shuō)到恐龍，對(duì)于大多數(shù)人而言，首先映入腦海的就是“巨大”這個(gè)形容詞。

這樣說(shuō)沒(méi)錯(cuò)，恐龍中確實(shí)出現(xiàn)了體型最大的陸生植食性動(dòng)物—;—;巴塔哥泰坦龍，最重的陸生肉食動(dòng)物—;—;雷克斯暴龍。

雖然說(shuō)恐龍當(dāng)中也有小個(gè)子，如在樹(shù)林間攀爬營(yíng)生的胡氏耀龍、嘗試四翼飛翔的顧氏小盜龍，但總體而言，恐龍生存的年代的確可以說(shuō)是巨人的時(shí)代。

（圖片來(lái)源：http://www.gxmuou.com/jiankang/19218.html）

恐龍為什么能長(zhǎng)這么大？ 環(huán)境中氧氣含量高低并不能決定恐龍?bào)w型的大小

相信很多讀者，會(huì)第一時(shí)間想到一個(gè)“科學(xué)”的說(shuō)法，那就是中生代（三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)）的氧氣含量比較高，因此一些恐龍才有了如此巨大的體型。

這種說(shuō)法在國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)媒體上非常常見(jiàn)，以至于被很多人認(rèn)為是學(xué)術(shù)前沿的研究成果，或者是被公認(rèn)的“常識(shí)”。

那么，事情真的是這樣么？

此言差矣！

這種說(shuō)法起源于何處已經(jīng)不可考證了，但這種說(shuō)法的提出，確實(shí)可能參考其他動(dòng)物的相關(guān)研究成果，比如說(shuō)甲殼類（例如螃蟹）的體型大小是和水中溶解氧含量相關(guān)的。

與之原因類似，研究泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)的古生物的學(xué)者也確實(shí)提出過(guò)，當(dāng)時(shí)陸地上的大型昆蟲(chóng)的出現(xiàn)與氧氣含量的升高可能有關(guān)。

石炭紀(jì)時(shí)期，昆蟲(chóng)和其他節(jié)肢動(dòng)物體型都很大（圖片來(lái)源：https://t.cj.sina.com.cn/articles/view/6424860453/17ef39725001004dej ）

實(shí)際上，包括昆蟲(chóng)在內(nèi)的節(jié)肢動(dòng)物在生理結(jié)構(gòu)上與包括恐龍、人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物完全不同。

昆蟲(chóng)的呼吸方式，是通過(guò)遍布身體的氣管與外界進(jìn)行氣體交換來(lái)呼吸的，發(fā)生在體表，相對(duì)被動(dòng)，而包括恐龍、人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物的呼吸器官—;—;肺，深埋胸腔之內(nèi)，是不暴露在空氣當(dāng)中的，主要是通過(guò)相對(duì)主動(dòng)的肺呼吸作用調(diào)節(jié)。

空氣中較高的氧氣含量，對(duì)于昆蟲(chóng)為代表的這種呼吸方式來(lái)說(shuō)，確實(shí)可以增添很高的效率，但是對(duì)脊椎動(dòng)物這種相對(duì)主動(dòng)的呼吸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，影響并不會(huì)非常明顯。

舉個(gè)通俗易懂的例子，如果說(shuō)脊椎動(dòng)物在氧氣含量高的地方體型大，氧氣含量低的地方體型小，那為什么西藏的哺乳動(dòng)物，如牦牛、藏獒一點(diǎn)也不比它們的近親小呢？

呼吸方面，脊椎動(dòng)物是非常主動(dòng)和聰明的，氧氣含量低點(diǎn)沒(méi)關(guān)系，有很多辦法可以解決，比如增大鼻腔、增加血紅細(xì)胞濃度等。

回到恐龍和恐龍時(shí)代，這種高氧氣含量對(duì)恐龍大型化的解釋就很牽強(qiáng)了。

首先，對(duì)于中生代空氣中氧氣含量相對(duì)現(xiàn)今到底孰高孰低，學(xué)界仍然有很多爭(zhēng)議。不同科研機(jī)構(gòu)，基于不同的研究方法模擬出中生代古氧氣環(huán)境，含量有的比現(xiàn)在高，有的比現(xiàn)在低。

這樣的結(jié)果非常正常，中生代（三疊紀(jì)到白堊紀(jì)）長(zhǎng)達(dá)近兩億年，空氣中含氧量也存在多次起伏和變化的可能性。也就是說(shuō)，中生代可能有時(shí)候氧氣含量比現(xiàn)在高，有時(shí)候反而比現(xiàn)在低。

一概而論是不可取的，不能說(shuō)氧氣含量比現(xiàn)在高時(shí)有大的恐龍存在，就說(shuō)恐龍大型化和高氧氣含量有關(guān)，這樣就沒(méi)法解釋氧氣含量低時(shí)也存在大型恐龍的情況了。

既然如此，我們回歸去討論恐龍這種生物的本質(zhì)。有沒(méi)有確鑿的證據(jù)，說(shuō)明恐龍的體型是氧氣含量決定的呢？或者說(shuō)，有沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系，氧氣含量高了，恐龍?bào)w型就大？

高效的呼吸系統(tǒng)可能是促成恐龍大型化的原因之一。

我們知道，恐龍尚未滅絕，現(xiàn)今的鳥(niǎo)類就是恐龍的后代，我們常吃的禽類—;—;家雞就屬于一類獸腳類恐龍。如果氧氣含量高了，恐龍這類脊椎動(dòng)物體型就大，那么我們?yōu)槭裁床辉诟哐醐h(huán)境下養(yǎng)雞呢？

要知道，雞也是一種恐龍（圖片來(lái)源：https://www.zhifure.com/snzfj/71967.html）

實(shí)際上，就脊椎動(dòng)物而言，呼吸系統(tǒng)對(duì)空氣中氧氣的利用模式是非常主動(dòng)的。

其中，尤其以現(xiàn)生鳥(niǎo)類為甚。鳥(niǎo)類相對(duì)于其他脊椎動(dòng)物，有一個(gè)獨(dú)特的呼吸系統(tǒng)，叫做“雙重呼吸系統(tǒng)”。

鳥(niǎo)類遍布身體的氣囊，吸收和吐納空氣，讓空氣在肺部來(lái)回通過(guò)兩次。這種呼吸系統(tǒng)相對(duì)于哺乳動(dòng)物（比如說(shuō)人）來(lái)說(shuō)更有效率。并且，這種呼吸方式還可以根據(jù)環(huán)境變化來(lái)相對(duì)主動(dòng)地調(diào)節(jié)呼吸效率，更好地利用環(huán)境中的氧氣。

說(shuō)一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，高原上的雄鷹可以在氧氣非常稀薄的高空飛行，在高海拔的山地筑巢生活，說(shuō)明它們的呼吸效率是非常高的，這樣，低氧環(huán)境就影響不了它們的體型大小。

恐龍和鳥(niǎo)具有一樣的雙重呼吸系統(tǒng)（圖片來(lái)源：https://www.gizmodo.jp/2017/02/birds-change-how-to-use-gene.html）

而這種“神一樣的呼吸系統(tǒng)”，在恐龍里面同樣存在。古生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，這種呼吸系統(tǒng)正是鳥(niǎo)類祖先—;—;恐龍們留給它們的“寶貴遺產(chǎn)”之一?？茖W(xué)家不但在鳥(niǎo)類的近親獸腳類恐龍骨骼上發(fā)現(xiàn)了氣腔的痕跡（這些氣腔就是氣囊所在之處），也在親緣關(guān)系稍遠(yuǎn)的蜥腳類龍中發(fā)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)。

而蜥腳類龍恰恰就是體型最為龐大的一類恐龍。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，蜥腳類恐龍實(shí)際上有一個(gè)非常高效的呼吸系統(tǒng)，對(duì)空氣中的氧氣利用率極高，類似鳥(niǎo)類。

因此，空氣中平均氧氣含量的波動(dòng)，應(yīng)該對(duì)這類恐龍日常生活影響不大，不會(huì)存在氧氣高了體型就變大，氧氣少了體型就變小的情況。

除了氧氣含量，還有很多其他的說(shuō)法，比如植物中碳和氮的比值，環(huán)境溫度會(huì)影響恐龍的體型。

實(shí)際上，和氧氣含量的答案都是一樣的，這些與恐龍生長(zhǎng)息息相關(guān)的環(huán)境因素，是恐龍生活必不可少的部分，但都是決定恐龍?bào)w型大小的原因。也就是說(shuō)：

1、不同恐龍類群的巨型化是不能用同一個(gè)或者一組環(huán)境因素解釋的。

2、有一些類群（如蜥腳類）的恐龍，它們甚至突破了體型大型化的“天花板”，那是因?yàn)樗鼈兩锉旧淼奶厥庠颉?

因此，真正的大型化的原因，應(yīng)該從恐龍自身上面去找。

恐龍是如何突破體重極限的長(zhǎng)成龐然大物的？

截止目前對(duì)恐龍?bào)w型巨型化的研究，有些恐龍能長(zhǎng)這么大的最重要原因就是它們“很能長(zhǎng)”。這聽(tīng)起來(lái)是一句沒(méi)有意義的話，實(shí)際上卻是對(duì)問(wèn)題本身的回答。并不是所有生物一個(gè)勁喂給它吃的，它就可以一直長(zhǎng)。

那么，什么是大型化的“天花板”？

實(shí)際上，所有動(dòng)物都是不會(huì)無(wú)限制的生長(zhǎng)的。對(duì)于每一類動(dòng)物而言，都有一種或多種條件去限制其體型的增長(zhǎng)。

拿我們熟悉的大象來(lái)舉例：大象屬于長(zhǎng)鼻類，長(zhǎng)鼻類中的成員其實(shí)在很早就演化出了與現(xiàn)在非洲象相當(dāng)?shù)捏w型，成為陸地上最大的動(dòng)物。然而自那之后，雖然各種類群長(zhǎng)鼻類興衰往復(fù)，但它們的體型并沒(méi)有更進(jìn)一步。

也就是說(shuō)，有一個(gè)隱藏的體型“天花板”在限制它們的增大。

構(gòu)成“天花板”的因素很多，比較重要的包括咀嚼、運(yùn)動(dòng)、食物來(lái)源、繁育方式等。

拿咀嚼舉例，咀嚼，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是吃東西。咀嚼是需要時(shí)間，消耗能量的。每一個(gè)動(dòng)物的一天，都是一樣長(zhǎng)的（24小時(shí)）。

假設(shè)動(dòng)物a的進(jìn)食模式是每天最多進(jìn)食八個(gè)小時(shí)，一天獲得體重增加1kg，一年體重增加365kg，再乘上壽命，得到的數(shù)值就是這種動(dòng)物的體重上限了。

因此，如果咀嚼效率不提升，這類動(dòng)物就很難攝入更多的能量和物質(zhì)，就不能變得更大。

另一個(gè)“天花板”因素是哺乳動(dòng)物的胎生系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)運(yùn)作非常耗費(fèi)母親的能量，一般而言，動(dòng)物越大，它的胎兒也就越大，胎兒在母體內(nèi)孕育的時(shí)間就越久，因此整個(gè)繁殖過(guò)程就會(huì)變長(zhǎng)，這會(huì)影響種群數(shù)量恢復(fù)。

這樣的悲劇在現(xiàn)今非洲的大型哺乳動(dòng)物中非常常見(jiàn)，比如非洲象和白犀牛。一旦種群數(shù)量下降，繁殖周期過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致它們快速走向滅絕。

再回到恐龍，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，恐龍的巨型化不是沒(méi)有道理的，而是它們一個(gè)個(gè)打破了體型大型化的 “天花板”。

鴨嘴龍類是一類大型鳥(niǎo)臀類植食性恐龍，它們也是僅次于蜥腳類恐龍的第二大體型的植食性恐龍類群。它們其實(shí)沒(méi)有突破咀嚼的“天花板”，但是它們演化出了一種遠(yuǎn)比現(xiàn)在哺乳動(dòng)物牙齒高效的咀嚼方式或者說(shuō)結(jié)構(gòu)（齒板tooth battery），所以是鴨嘴龍類把這個(gè)“天花板”抬高了，所以體重可以達(dá)到幾十噸，相比新生代陸地上最大型的動(dòng)物大象和犀牛，還是大了很多的。

鴨嘴龍類的齒板，圖片來(lái)源：https://www.agefotostock.com/age/en/Stock-Images/Rights-Managed/MEV-10850724）

最大的恐龍，蜥腳類恐龍，可以說(shuō)是突破了咀嚼的極限,因?yàn)樗鼈兂詵|西根本就不咀嚼。

德國(guó)波恩大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)提出過(guò)一個(gè)蜥腳類恐龍的生理模型。形象來(lái)說(shuō)，蜥腳類恐龍就是一個(gè)活著的樹(shù)葉吸塵器加一個(gè)行走的沼氣池。

蜥腳類恐龍沒(méi)有發(fā)達(dá)的咀嚼系統(tǒng)，甚至沒(méi)有胃磨（胃石加蠕動(dòng)）系統(tǒng)，它甚至可以把食物從消化道末端一直堆到脖子。

吃進(jìn)去的植物在高溫和消化酶，也有可能是微生物的作用下分解產(chǎn)生能量，維持這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作。

蜥腳類恐龍本身很懶，身體重的部分不用怎么動(dòng)，只要把身體挪到一片林子里面，剩下的動(dòng)脖子就行了，吃完之后換下一片。

蜥腳類的長(zhǎng)脖子，是它們高效進(jìn)食的重要“武器”。圖片來(lái)源維基百科

蜥腳類恐龍?jiān)诘湍芎牡那闆r下，高速的獲得能量，自己消耗的還少。同時(shí)，它們也有類似鳥(niǎo)類的雙重呼吸系統(tǒng)，可以有效的維持大量氧氣供應(yīng)，使得食物得到很好地消化吸收，維持很高的代謝。

德國(guó)科學(xué)家提出的蜥腳類恐龍大型化的生理模型。翻譯自Sander et al., 2013

總結(jié)而言，蜥腳類恐龍是脊椎動(dòng)物演化史上的一個(gè)異類，它們本身?yè)碛械囊幌盗杏欣诖笮突慕Y(jié)構(gòu)和生理特征才造就了這個(gè)類群的大體型。

最后總結(jié)一下。目前對(duì)恐龍?bào)w型演化的研究，一般認(rèn)為不同類群的恐龍?bào)w型變化原因是不同的。不像無(wú)脊椎動(dòng)物，脊椎動(dòng)物的體型演化方式是非常主動(dòng)的，不同環(huán)境條件下都有適應(yīng)這個(gè)環(huán)境并演化到大體型的動(dòng)物類群。

很多人認(rèn)為，自從人類出現(xiàn)后，動(dòng)物的體型好像都變得比較小了，那動(dòng)物界還存在像恐龍一樣體型龐大的動(dòng)物么？其實(shí)是存在的，人類已知體型最重的脊椎動(dòng)物，也就是藍(lán)鯨，就與人類一起生活在這個(gè)時(shí)代。

一只成年藍(lán)鯨，圖片來(lái)源：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%93%9D%E9%B2%B8#/media/File:Blue_Whale_001_body_bw.jpg

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