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世界上最为权威的两大科学杂志之一，美国的《科学》杂志在今年的4月21日刊登了美国北卡罗莱纳大学古生物学家罗素教授等人的一篇科研论文，报道了他们最新发现并研究的一种两足行走的小型素食恐龙——属于鸟脚亚目的奇异龙的心脏化石。

罗素教授领导的研究小组利用CT扫描技术探究了这个化石心脏的3D构造，发现奇异龙的心脏有两个心室和两个心房，这种心脏结构与鸟类和哺乳动物的心脏结构相似，而不同于乌龟、蜥蜴等爬行动物。由此推测，奇异龙具有与鸟类和哺乳动物一样的生理机能。罗素教授因此肯定地认为，恐龙是一类具有高的新陈代谢水平、温血的活跃动物。

有关恐龙的生理机能特性自从在20世纪70年代被重新重视以后，经历了一场长达10年之久的激烈争论。争论的焦点是，恐龙到底是一群呆头呆脑、行动迟缓的冷血动物（也称为变温动物）还是一群新陈代谢率高、动作敏捷的温血动物（又称为恒温动物）。

认为恐龙是温血动物的阵营中的主将是耶鲁大学的巴克博士，他的主要依据有三点。首先，所有的恐龙都是腿部直立地“站在”地面上的，这不同于其它那些冷血的爬行动物四肢趴伏在地面上；其次，恐龙骨骼中的骨组织构造与温血的哺乳动物的骨组织构造相类似；第三，在现代的生态系统中（例如非洲草原），捕食者（例如狮子）与被捕食者（例如羚羊）之间的比值是一个常数，对北美洲恐龙动物群的统计显示其中捕食者和被捕食者之间的比例与这个常数近似。

仍然认为恐龙是冷血动物的反对派也提出了他们的依据。首先，直立不能成为温血理由，因为鲸类、海豹等海生哺乳动物并不是直立的，但是它们却都是温血动物；其次，有些海龟的骨组织构造也与哺乳动物的骨组织构造类似，但却是冷血动物；第三，巴克所做的有关北美洲恐龙动物群中捕食者和被捕食者比例的统计有随意性，因此得出的常数并不准确。

现在，恐龙心脏化石的发现证实了巴克博士的论断。这次，科学家第一次将高科技手段用在了古生物化石的直接的研究当中，用CT扫描层析的方法对这只生活在6600万年前的恐龙脏器化石进行了研究。日本京都大学的濑户口烈司教授评价说：“图象清晰地告诉我们，这只恐龙的心脏已经具有了独立的肺循环系统，它是恐龙温血假说的有力证据。”

古动物的软体能够保存为化石实数罕见。这次恐龙心脏化石的发现和研究提醒古生物学家，如果能够采用高新技术手段和方法对古生物学进行多学科的综合研究，很可能回会带来古生物学研究的突破性进展。

距今约1.5亿年前，地球上的统治者是恐龙，而其中的主角则是蜥脚类恐龙。蜥脚类恐龙是一种草食恐龙，身长最大的超过30米，脖子和尾巴很长，粗壮的四肢支撑着如酒桶般的身躯，这个家族中还包括了粱龙、腕龙、雷龙。

体现自然选择的矛盾

长期以来，生物学家对蜥脚类恐龙前所未有的庞大身躯充满了种种困惑。它们怎样具有如此庞大的体型？地球上其它陆地动物为何达不到如此“吨位”？现在，地球上最大的陆地动物是非洲象，重量不过在6吨左右。即便在恐龙家族，蜥脚类恐龙也属于重量级。成年霸王龙重量只有7吨，而最大的非蜥脚类恐龙、称为巨型山东龙的中国恐龙重量也不过16吨。

在德国波恩大学古生物学家马丁·桑德(Martin Sander)公布他的研究结果之前，这些疑问一直没有令人信服的答案。桑德说：“在恐龙体态演变问题上，我们现在的理论条理更清晰。”过去六年，桑德领导一个国际科学家小组一直在破解蜥脚类恐龙之谜。他们的研究结果表明，蜥脚类恐龙具有许多独特的生物特征，在这些特征的共同作用下，它们拥有了无与伦比的庞大身躯。

桑德的研究是从19世纪古生物学家爱德华·德林克·科普的观察结果开始的。科普注意到，动物的躯体随着进化发展而增大，这一理论被称为“科普法则”。中国北京脊椎动物古生物学与古人类学研究所科普法则专家戴维·霍尼(David Hone)认为，体型庞大具有许多进化优势。他解释说：“它们不易成为捕食对象，在寻找食物或交配对象时比竞争对手更有优势。我们还知道，大型动物一般更易遭遇灭绝的威胁。”

面临更多挑战

与身躯娇小的动物相比，大型动物吃得更多，繁殖速度更慢，一旦遇到困难或食物短缺，会面临更大的问题。美国布朗大学古生物学家克里斯丁·贾尼斯(Christine Janis)说：“像巨犀这样的身躯庞大的哺乳动物，它们的化石记录历史更短，而身躯娇小的哺乳动物的化石记录则更久。”所以，一方面，自然选择促使动物身体越长越大，另一方面，动物因走上这条道路而得到惩罚。这种对立力量之间的均衡避免大多数陆地动物的体重超过10吨。

体型庞大还带来其他一些问题。它们如何支撑自己庞大的身躯？身体所需要的食物和氧气又从哪里来？蜥脚类恐龙以其特有的方式克服了上述所有的挑战。蜥脚类恐龙最早出现在距今约2.2亿年前，很快长成了庞然大物。已知最早的蜥脚类恐龙是距今2.1亿年、15吨重的伊森龙。

20世纪90年代，贾尼斯的研究发现，蜥脚类恐龙身躯庞大的一个重要因素是其独一无二的繁殖方式。同所有的恐龙一样，蜥脚类恐龙也下蛋。贾尼斯解释说：“哺乳动物体型越大，后代就越少。但是，大型恐龙可以同时拥有许多蛋和幼仔。虽然恐龙体型在不断增长，可幼仔的数量并没有减少。”

类似年轮的生长线

大象每四年产下一头幼仔，而在同一时间段，恐龙可以下数百个蛋。这样一来，蜥脚类恐龙就可以消除因其身躯庞大带来的一个危险。数量是蜥脚类恐龙在面临危机时，相比于大型哺乳动物具有更快反弹的潜力。支持贾尼斯这一论断的证据来自于对恐龙蛋化石的研究。蜥脚类恐龙留下了令人吃惊的恐龙蛋和窝的详细记录，有时里面还有保存完好的胚胎。恐龙蛋一般有鸵鸟蛋大小，一窝八个蛋。

蜥脚类恐龙巢穴并没有显露出亲代抚育的迹象，这进一步增强了成年蜥脚类恐龙繁殖更多后代的能力。但是，下蛋和缺乏亲代抚育并不能完全解释下蛋和不照顾幼仔的原因。于是，桑德又从其他方面入手欲进一步揭开这个谜团。他发现，身躯庞大似乎可以让蜥脚类恐龙生长速度更快。为了解恐龙增长速度，桑德研究团队利用显微镜对恐龙骨骼进行了检查。

大多数恐龙的骨骼上都有类似树木年轮的生长线(growth line)。根据桑德最后得出的结论，蜥脚类恐龙的新陈代谢很快，使它们可以相对快速地获得庞大体型。他说：“其它类型的恐龙都没有蜥脚类恐龙这么高的增长速度。”桑德的研究小组对一种重达30吨、名为马门溪龙的亚洲蜥脚类恐龙进行了研究，研究结果表明这种快速的生长可以转化为惊人的体重增加。马门溪龙一年的体重最多可以增加2吨。相比之下，非洲象一年体重不过增加200公斤。

与鸟类一样复杂的肺泡

生长速度快当然有很多好处，可一旦动物拥有庞大身躯，它们如何应对身体和生活方式的需要？蜥脚类恐龙全都符合相同的基本身体构造：脖子长，脑袋小，庞大的体型如酒桶一般，腿部粗壮结实。桑德及其他研究人员认为，蜥脚类恐龙独特的身体结构是其具有庞大身躯的重要原因。

20世纪80年代，芬兰赫尔辛基大学的杰伊·霍坎南(Jyrki Hokkanen)揭开了这个问题——如何支撑和移动庞大身躯——的谜底。通过分析大型动物的骨骼和肌肉力量，霍坎南发现，即便是体型最大的蜥脚类恐龙，它们的躯体也远未达到理论上限。他说：“腕龙的体型起码是别的恐龙的好几倍，但仍在陆地上行走。”所以，尽管大型蜥脚类恐龙笨重不灵活，但这一缺陷并没有抑制它们向更大的身躯发展。

一个相关问题是大型蜥脚类恐龙如何获得足够的氧气。2003年，美国俄克拉何马州萨姆诺贝尔自然历史博物馆的马休·威德尔(Mathew Wedel)破解了这一谜团。威德尔发现，蜥脚类恐龙的肺部像鸟类一样。鸟类的呼吸效率远远超过哺乳动物。蜥脚类恐龙吸气时，空气充满肺部和体内的肺泡。也就是说，蜥脚类恐龙肺部的新鲜空气会不停流动，每次呼吸获得的氧气量是哺乳动物的2.5倍。威德尔说：“蜥脚类恐龙拥有一套肺泡系统，且它们同鸟类的肺泡一样复杂。”

恐龙时代的精英

蜥脚类恐龙独特的身体结构则解释了这种80吨重的庞然大物如何可以获得足够的食物。当今地球上最大的陆地动物都是食草动物，靠吃进大量没有营养的植物生存。这便要求食草动物不停地吃下去。例如，大象一天当中有18个小时在吃东西，每天消耗掉200公斤的植物。按照这些大型食草动物的标准，蜥脚类恐龙要吃饱一天至少要吞下1吨植物，它们怎么能做到这一点？

桑德发现，蜥脚类恐龙像长颈鹿一样的脖子和小脑袋此时起了关键作用。脊椎轻可以让蜥脚类恐龙的脖子长得更长，增加了捕食范围。如此一来，蜥脚类恐龙站着不动，它们的脖子照样可以上下左右觅食，从而节省了体力。此外，蜥脚类恐龙不是咀嚼食物，而是用挂钩似的牙齿将枝叶从植物上咬下来，整个吞入腹中。

正是由于独特的繁殖和生长方式及身体机构，蜥脚类恐龙才能克服庞大身躯带来的诸多限制。毫不夸张地说，蜥脚类恐龙就是恐龙时代的“精英”。