体温
除了进食、消化、同化、繁殖和筑巢之外,还有许多其他的过程和活动使恐龙成为成功的生物机器。呼吸,体液平衡温度调节,以及其他此类功能。恐龙的体温调节,或缺乏体温调节,一直是研究恐龙的学生们激烈争论的话题生物学.因为测量一只已灭绝恐龙的体温显然是不可能的新陈代谢热生理学只能间接评估。
外温性而且温血动物
所有的动物调节温度.内部环境身体的健康是受到外部和内部条件的双重影响的。陆地动物通过几种方式调节体温。他们这样做的行为,通过搬到一个更冷或更温暖的地方,通过锻炼来产生体温,或通过喘气或出汗来失去体温。它们还通过激活体内代谢过程来调节血液的温度,从而进行生理上的体温调节。但这些努力是有限的,因此,外部温度和气候条件是控制动物地理分布的最重要因素之一。
今天所谓的温血动物是哺乳动物而且鸟;爬行动物,两栖动物,以及大部分鱼被称为冷血动物。然而,这两个术语是不精确的误导.例如,一些“冷血”蜥蜴的正常体温比一些哺乳动物要高。另一项,外温性而且温血动物,描述了是否大部分的一个动物的热量从环境中吸收(“ecto-”)或由内部过程产生(“endo-”)。第三对项,变温性而且恒温,描述了体温是随周围环境的变化而变化,还是保持相对恒定。
今天的哺乳动物和鸟类具有很高的新陈代谢,被认为是恒温动物,在体内产生体温。他们拥有生物温度传感器,控制热量的产生和开关热量损失机制,如汗水.今天的爬行动物和两栖动物另一方面,美国是变温动物,主要从阳光、加热的岩石表面或其他外部来源获得热能。吸热状态是有效的,但代谢昂贵,因为身体必须不断地产生热量,这就相应地需要大量的食物形式的燃料。另一方面,恒温动物可以更活跃,并在较低的外部温度下生存。变温动物不需要那么多的燃料,但大多数不能很好地适应寒冷的环境。
从19世纪最早的发现开始,恐龙遗骸就被归类为爬行动物,因为它们的解剖特征是典型的爬行动物海龟,鳄鱼,蜥蜴.因为恐龙都有由几块骨头组成的下颚,一个爬行动物的颚关节,以及其他一些非哺乳动物、非鸟类的颌骨特征当时,人们认为现存的恐龙与现存的爬行动物相似——主要是有鳞片的、冷血的、变温的卵生动物,而不是毛茸茸的、温血的活动物。沙文主义的态度似乎占了上风温血哺乳动物比冷血爬行动物要好,即使海龟,蛇而其他爬行动物则以不同的方式很好地调节体温。此外,鸟类和哺乳动物都是从变温变温的祖先进化而来的。新陈代谢在什么时候开始升温?
恐龙新陈代谢的线索
灭绝的恐龙究竟是恒温动物还是恒温动物,这个问题无法回答,但一些有趣的解剖学事实暗示了这些“更温暖”的可能性。恐龙生理学的最直接证据可能来自骨骼本身,特别是关于它们如何生长。大多数恐龙的长骨(如臂骨和腿骨)几乎完全由一种血管丰富的恐龙骨骼组成骨矩阵(纤维层状)也发现于大多数哺乳动物和大型鸟类。这种类型的骨组织总是表明快速生长,它与在鳄鱼和其他爬行动物和两栖动物中发现的更紧凑、血管化较差、平行纤维的骨骼非常不同。一般认为,血管丰富、快速生长的骨骼只能通过高代谢率来维持,这种代谢率为生长中的组织带来了持续的营养和矿物质来源。很难用任何其他代谢术语来解释这些组织学特征。另一方面,大多数恐龙保留了大多数长骨上都有生长停滞线(lag)。在其他爬行动物、两栖动物和鱼类中也发现了lag,它们通常反映了新陈代谢放缓的季节性时期,通常是由于环境压力。这种减缓在骨骼中产生了“休息线”,即lag。这些线条在恐龙骨骼中的存在被认为是一种迹象,表明它们在全年的新陈代谢中无法生长。然而,与其他爬行动物相比,恐龙的lag不那么明显;lag也可能以不同数量出现在同一骨骼的不同部位骨架,有时甚至是完全的缺席.最后,一些活着的鸟类和哺乳动物显然是恒温动物,它们的lag和恐龙的非常相似,所以lag可能不是这些动物代谢的有力指标。
其他不那么直接的证据可能会揭示恐龙新陈代谢的其他线索。两个恐龙类群鸭嘴龙和ceratopsians,有高度专业化的牙齿在加工食物时很有效。这两类动物都是食草动物,但与现存的爬行动物不同的是,它们会彻底切碎并碾碎树叶。如此高效的齿列可能意味着高效的消化过程这样就能产生更多的能量提取从食物。然而,这个特性本身可能并不重要。熊猫例如,它们在消化植物物质方面不是很有效,但它们在几乎只有食物的情况下生存得很好竹子.
另一个证据是,恐龙的解剖学特征反映了较高的活动能力。最早的恐龙直立行走,把腿放在身体下面;他们不能扩张。这表明,通过整天站立和行走,它们可能比爬行动物消耗更多的能量,爬行动物通常坐着等待猎物.随着一些恐龙谱系越来越大,它们恢复了四足运动,但它们的姿势仍然是直立的。他们走路时也会将一只脚直接放在另一只脚的前面(旁矢状步态),而不是将四肢摆动到一边。这样的的姿势现在所有的非水生恒温动物(哺乳动物和鸟类)都有步态,而所有的变温动物(爬行动物和两栖动物)都有伸展或半直立的姿势。两足动物任何生物都不能维持站立和旁矢状步态变温动物,也许是因为它们需要相对较高水平的持续能量。
一些恐龙的高速度也一定是如此调用作为高代谢水平的证据。比如像鸵鸟一样的恐龙,比如Struthiomimus,Ornithomimus,Gallimimus,Dromiceiomimus它的后腿很长,一定非常敏捷。的厉,例如恐爪龙,伶盗龙,Dromaeosaurus也必须是两足动物。它们用脚上的爪子捕杀猎物,有人可能会说,要达到这种技能所需的活跃性和敏捷性,一定需要很高的新陈代谢水平。然而,大多数变温动物可以在突然爆发的活动中迅速移动,比如跑步和战斗,所以这个特征可能也不能提供确凿的证据。
与许多恐龙直立姿势相关的事实是,它们的头部通常高于心脏的水平。在一些蜥脚类恐龙(迷惑龙,梁龙,腕龙,Barosaurus例如),大脑一定在地面上方几米的地方心.这在生理上的重要性在于,将新鲜的含氧血液泵入大脑需要一个四腔心脏。当神经细胞缺氧时,脑死亡很快就会发生,为了防止脑死亡,大多数恐龙必须有两个神经细胞心室.在四腔心脏中,一个心室将缺氧的静脉血泵入低压到肺部吸收新鲜氧气(高压会破裂毛细血管肺)。一个强大的第二心室在高压下将新鲜的含氧血液泵到身体的其他部位。为了克服必须从心脏输送到抬高的大脑的血液柱的重量,高压当然是必要的。简而言之,像鸟类和哺乳动物一样,许多恐龙显然拥有高代谢动物所必需的四室心脏。
的意义温度调节通过比较今天的爬行动物和哺乳动物就能看出来。新陈代谢的速度通常是用氧气来衡量的消耗每单位体重每单位时间。大多数哺乳动物的静息代谢率大约是现代爬行动物的10倍,而现存哺乳动物的代谢率范围大约是爬行动物的两倍。这些差异意味着吸热哺乳动物比冷血哺乳动物有更强的耐力。有些恐龙可能有这样的天赋,尽管它们似乎拥有心血管系统这是吸热动物的必要条件,但这种能力并不能最终证明它们是吸热动物。恐龙有可能既不是完全变温动物,也不是完全恒温动物。相反,它们可能已经进化出了一系列的代谢策略,就像哺乳动物一样(这可以从动物和动物之间的差异中说明)树懒而且猎豹,蝙蝠而且鲸鱼,例如)。