恐龙可以长那么大，人为什么不行？

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的确，最大的陆地食草动物巴塔加泰坦龙和最重的陆地食肉动物霸王龙确实出现在恐龙中。虽然据说也有小恐龙，如胡，他爬在树林中谋生，顾小盗龙，谁试图用四个翅膀飞行。但总的来说，恐龙时代的确是巨人时代。

(照片来源:http://www.gxmuou.com/jiankang/19218.html)

恐龙为什么长得这么大？环境中的含氧量并不能决定恐龙的大小。

我相信许多读者会马上想到一个“科学”的说法，即中生代(三叠纪、侏罗纪和白垩纪)的氧含量相对较高，这就是为什么有些恐龙有如此巨大的体积。这种说法在国内外网络媒体中非常普遍，很多人认为这是学术前沿的研究成果或公认的“常识”。

那么，真的是这样吗？

这是一句糟糕的话！

这种说法的来源尚未得到证实，但这种说法的提议可能确实参考了其他动物的相关研究结果。例如，甲壳类动物(如螃蟹)的大小与水中的溶解氧有关。类似地，研究泥盆纪和石炭纪古生物学的学者确实提出，当时陆地上大型昆虫的存在可能与氧含量的增加有关。

在石炭纪时期，昆虫和其他节肢动物体型非常大。由于节肢动物独特的呼吸和代谢系统，高含氧量导致它们体型庞大。

(照片来源:https://t . CJ . Sina . com . cn/articles/view/6424860453/17ef 3972501004 dej)

事实上，包括昆虫在内的节肢动物在生理结构上与包括恐龙和人类在内的脊椎动物完全不同。昆虫呼吸的方式是通过遍布全身的气管与外界进行气体交换。它发生在身体表面，相对被动。然而，脊椎动物的呼吸器官，包括恐龙和人类的肺，埋藏在胸腔深处，不暴露在空气中，主要由相对活跃的肺呼吸来调节。空气中较高的氧气含量可以真正提高昆虫所代表的这种呼吸模式的效率。然而，对于脊椎动物这种相对活跃的呼吸系统来说，影响不是很明显。

例如，如果脊椎动物在含氧量高的地方很大，在含氧量低的地方很小，为什么*的哺乳动物，如牦牛和藏獒，不比它们的近亲小？就呼吸而言，脊椎动物非常活跃和聪明。氧气含量低不重要。有很多方法可以解决这个问题，比如增加鼻腔和增加红细胞的浓度。

回到恐龙和恐龙时代，对恐龙增大的高含氧量的解释是不切实际的。

首先，关于中生代空气中的氧含量是高于还是低于今天，学术界仍有许多争议。不同的研究机构基于不同的研究方法模拟了中生代古氧环境，其中一些方法比目前的方法更高或更低。这个结果很正常。中生代(三叠纪至白垩纪)持续了近2亿年，空气中的氧含量也有许多起伏和变化的可能性。换句话说，中生代的氧含量有时可能比现在高，有时可能比现在低。发表一般性声明是不明智的。与现在相比，不能说存在含氧量更高的恐龙。可以说，恐龙的体型大与含氧量高有关。因此，不能解释当氧气含量低时大型恐龙也存在。

在这种情况下，我们回来讨论恐龙的本质。有确凿的证据证明恐龙的大小是由氧气含量决定的吗？换句话说，有人发现这种关系了吗？如果含氧量高，恐龙会更大吗？

高效的呼吸系统可能是恐龙变大的原因之一。

我们知道恐龙还没有灭绝，今天的鸟类是恐龙的后代。我们经常吃的家鸡属于兽脚类恐龙。如果含氧量高，像恐龙这样的脊椎动物会很大，那么我们为什么不在高含氧量的环境中养鸡呢？

你知道，鸡也是恐龙(照片来源:https://www.zhifure.com/snzfj/71967.html)

事实上，就脊椎动物而言，呼吸系统对空气中氧气的利用方式非常活跃。其中，尤其是活着的鸟。与其他脊椎动物相比，鸟类有一种独特的呼吸系统，称为“双呼吸系统”。

鸟类遍布全身的气囊，吸收和呼出空气，让空气在肺部来回传递两次。这种呼吸系统比哺乳动物(如人类)更有效率。此外，这种呼吸模式还可以根据环境变化相对主动地调节呼吸效率，更好地利用环境中的氧气。让我们举一个简单的例子。高原上的鹰可以在非常低的氧气水平下飞行，并在高海拔山区筑巢，这表明它们的呼吸效率非常高。这样，低氧环境不会影响它们的大小。

恐龙和鸟类有相同的双呼吸系统(图片来源:http://www . gizmodo . jp/2017/02/birds-change-how-to-use-gene . html)

这种“神圣的呼吸系统”也存在于恐龙中。古生物学研究发现，这种呼吸系统正是鸟类、恐龙的祖先留给他们的“珍贵遗产”之一。科学家不仅在鸟类近亲兽脚类恐龙的骨骼中发现了空气腔的痕迹(这些空气腔是气囊所在的地方)，还在相对较远的蜥脚类恐龙身上发现了这种结构。

蜥脚类恐龙正是最大的恐龙。简而言之，蜥脚类恐龙实际上有一个非常有效的呼吸系统，它非常有效地利用空气中的氧气，类似于鸟类。因此，空气中平均氧含量的波动应该对这些恐龙的日常生活影响很小，并且不会有当氧含量高时身体变大而当氧含量低时身体变小的情况。

除了氧含量之外，还有许多其他的理论，如植物中碳和氮的比例，以及环境温度会影响恐龙的大小。事实上，氧含量的答案是一样的。这些与恐龙生长密切相关的环境因素是恐龙生活的重要组成部分，但它们都决定了恐龙的大小。换句话说:

1.不同恐龙群体的大都市化不能用同一个或一组环境因素来解释。

2.一些种类的恐龙(如蜥脚类动物)甚至因为它们自己的生物的特殊原因而突破了大尺寸的“天花板”。

因此，放大的真正原因应该从恐龙本身找到。

恐龙是如何突破体重限制并成长为巨人的？

到目前为止，一些恐龙长得这么大的最重要原因是它们“非常长”。这听起来像是一句毫无意义的话，但实际上是对问题本身的回答。不是所有的生物都一直喂它，它也能一直生长。

那么，什么是大“天花板”？

事实上，所有动物都不会无限期地生长。每种动物都有一种或多种限制其生长的条件。以熟悉的大象为例:大象属于长鼻子类，长鼻子类的成员实际上在很久以前就进化成陆地上最大的动物，与非洲象一样大。然而，从那以后，尽管各种长鼻物种经历了起起落落，但它们的规模并没有进一步扩大。换句话说，有一个隐藏的“天花板”来限制他们的增长。

构成“上限”的因素很多。更重要的包括咀嚼、锻炼、食物来源、繁殖方法等。以咀嚼为例，咀嚼就是简单的吃。咀嚼需要时间和能量。每个动物的一天都是一样长的(24小时)。假设动物A的进食模式是每天吃八个小时，一天增加一公斤体重，一年增加365公斤体重，然后乘以预期寿命，得到的值就是该动物体重的上限。因此，如果咀嚼效率得不到提高，这些动物将很难吸收更多的能量和物质，并且不能变得更大。

另一个“上限”因素是哺乳动物的胎生系统。这个系统的运行非常消耗母亲的能量。一般来说，动物越大，它的胎儿就越大，胎儿在母体中孕育的时间就越长，因此整个繁殖过程就变得越长，这将影响种群的恢复。这种悲剧在今天的非洲大型哺乳动物中非常常见，如非洲象和白犀牛。一旦种群减少，过长的繁殖周期将导致它们迅速灭绝。

回到恐龙，我们会发现恐龙的巨大尺寸并不是不合理的，但是它们一个个打破了大尺寸的“天花板”。

鸭嘴龙是一大类鸟臀食草动物，也是仅次于蜥脚类动物的第二大食草动物。他们实际上并没有突破咀嚼的“上限”，但他们进化出了一种咀嚼方法或结构(齿板齿电池)，远比今天哺乳动物的效率高，所以是鸭嘴龙提高了“上限”，因此它们的重量可以达到几十吨，仍然比新一代陆地上最大的动物——大象和犀牛的重量大得多。

图片来源:https://www . agefotostock . com/age/en/stock-images/rights-managed/mev-10850724)

最大的恐龙，蜥脚类恐龙，可以说已经突破了咀嚼的极限。因为它们根本不咀嚼。

德国波恩大学的科学研究小组提出了蜥脚类恐龙的生理模型。图片中，蜥脚类恐龙是一个活叶真空吸尘器加上一个行走式沼气池。蜥脚类恐龙没有发达的咀嚼系统，甚至没有胃蠕动系统。他们甚至将食物从消化道末端堆积到颈部。被吃掉的植物在高温、消化酶和可能的微生物的作用下分解，产生能量来维持系统的运行。蜥脚类恐龙本身很懒，它们身体的沉重部分不需要移动太多。他们只是把他们的身体移到森林里，然后移动他们的脖子。吃完后，他们换了另一块。

蜥脚类动物的长脖子是它们高效进食的重要“武器”。图像源*

蜥脚类恐龙以较低的能量消耗获得了高速的能量，并且它们自己消耗较少。同时，它们还具有类似于鸟类的双重呼吸系统，可以有效地维持大量的氧气供应，使食物能够被很好地消化和吸收，并保持较高的新陈代谢。

德国科学家提出的蜥脚类恐龙的生理模型。译自Sander等人，2013年

总而言之，蜥脚类恐龙是脊椎动物进化史上的一个不同物种。它们具有一系列有利于大规模繁殖的结构和生理特征，这些特征造就了这一群体的庞大规模。

最后，总结一下。目前，在恐龙体型进化的研究中，人们普遍认为不同的恐龙群体有不同的体形变化原因。与无脊椎动物不同，脊椎动物有非常活跃的身体形态进化方式。在不同的环境条件下，有一群动物适应这种环境并进化成大的身体。

许多人认为自从人类出现以来，动物的体积似乎变小了。动物王国里还有像恐龙一样大的动物吗？事实上，它确实存在。蓝鲸是人类已知最重的脊椎动物，在这个时代和人类生活在一起。

一只成年蓝鲸，照片来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%e8% 93% 9d % e9 % B2 % b8 #/媒体/文件:蓝鲸_ 001 _身体_ bw.jpg

参考:

1徐星&赵琪。巨型恐龙的研究进展。科学通报61，69700 (2016)。

蜥脚类恐龙的适应性辐射:骨骼组织学显示巨大体型通过加速快速进化。16173，Doi:Doi 10.1016/J . ode . 2003 . 12 . 002(2004)。

3《蜥脚类恐龙的生物学——理解巨人的提升》(编辑:N·克莱恩，K·雷梅斯，吉泽东和P·M·桑德)133(印第安纳大学出版社，2011年)。

蜥脚类恐龙巨猿进化级联模型-概述，更新和测试。Plos One 8，e78573，doi:10.1371/journal . pone . 0078573(2013)。

5 Sander，P. M .等人，《蜥脚类恐龙的生物学:巨人族的进化》。生物评论9999 (2010)。