恐龍王國的巨無霸——蜥腳類恐龍

諸城市恐龍文化研究中心　張艷霞

恐龍是地球中生代生物圈的主宰，而最大的恐龍種類——蜥腳類恐龍，也是迄今地球史上最大的陸地動物。目前所有已知身長超過20米的恐龍都屬于蜥腳類恐龍，其中體形最大的梁龍，身長更是達(dá)到了54米。

雖然陸地生命出現(xiàn)于地球已超過 4億年，但除了大型蜥腳類恐龍外，還沒有出現(xiàn)過其他身長超過20米的動物。為什么蜥腳類恐龍能長得這么大，它們一天得吃多少東西呢？它們又是怎么做到在短時間內(nèi)，進(jìn)食足夠多的食物從而維持正常生長的呢？它們是如何支撐起這樣龐大的身軀，身體內(nèi)的各種器官又是如何協(xié)調(diào)完成各種代謝所需的呢？

大塊頭有大飯量

動物體形越大，食物需求量自然也就越大。蜥腳類恐龍能長得這么高大，首先就得益于生存地水草豐茂，有足夠的食物滿足它們的需求。

大型蜥腳類恐龍以植物為食，而植物是低熱量食物，熱量和營養(yǎng)成分較低，因此它們每天都需要進(jìn)食大量植物才能維持日常所需的能量。非洲象是現(xiàn)代最大的陸生動物，每天要耗費近18個小時用于進(jìn)食，幾乎沒有時間睡覺，它們一天能消耗接近200千克的植物。按照這些大型食草動物的體重，古生物學(xué)家推測蜥腳類恐龍每天至少要吞下1噸植物。如果按照非洲象的進(jìn)食方式及效率推算，蜥腳類恐龍即使一天24小時吃個不停，也根本無法滿足需求。那么它們是采取怎樣的進(jìn)食方式以滿足其自身能量需求的呢？原來，大型蜥腳類恐龍擁有一套進(jìn)食效率很高的獨家“法寶”。

天生卷葉機(jī)

蜥腳類恐龍的牙齒只長在口腔前部，而且非常細(xì)小，牙冠高呈葉狀，橫斷面呈橢圓形，牙齒鈍且沒有咀嚼能力。顯然，這么鈍的牙齒只能吃柔嫩多汁的植物。

古生物學(xué)家曾經(jīng)對蜥腳類恐龍的牙齒進(jìn)行過研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其他類型恐龍牙齒的磨損面在牙齒頂端，但這類恐龍牙齒的磨損面則在牙齒一側(cè)。古生物學(xué)家據(jù)此認(rèn)為，蜥腳類恐龍是從植物上剝扯下植物后直接吞咽，壓根沒有咀嚼這一過程。這樣直接吞咽的進(jìn)食方式，無需花費大量時間咀嚼，可以快速連續(xù)地進(jìn)食，大大提高了單位時間內(nèi)的進(jìn)食量。

此外，中生代地球生長了大量木賊科植物，它們營養(yǎng)豐富但含有對牙齒有害的硅酸鹽，因此現(xiàn)生動物很少以它們?yōu)槭?。蜥腳類恐龍只吞不嚼的進(jìn)食方式，可以大大減少硅酸鹽對牙齒的損害，從而獲得比其他咀嚼進(jìn)食動物更多的食物選擇。

超長捕食桿

蜥腳類恐龍擁有迄今為止任何已知動物中最長的脖頸，這種恐龍的脖子能長到15米，其長度是長頸鹿脖子的6倍。由于蜥腳類恐龍體重過大，行動起來并不輕松，因此它們的長脖子和小腦袋就能起到關(guān)鍵作用。

蜥腳類恐龍的頸椎多達(dá)19塊，并且充滿氣囊，由此減輕了脖子的重量，維持了身體平衡。環(huán)繞在這些頸骨周圍的肌肉、肌腱和韌帶也能使效率最大化，使脖子做出更加有效的運動。如此一來，即便這些龐然大物站著不動，它們的捕食范圍也很廣，可以在以脖子長為半徑的區(qū)域內(nèi)上下左右覓食，從而加快進(jìn)食速度，并節(jié)省體力。此外，長長的脖子也可以幫助蜥腳類恐龍舉目四顧，防備捕食者的偷襲。

巨大的石囊

蜥腳類恐龍每天都會進(jìn)食1噸未經(jīng)咀嚼的食物，這么大的“草堆”該如何消化呢？

恐龍專家曾在蜥腳類恐龍化石中發(fā)現(xiàn)了胃石，并由此推測它們可能會通過胃的蠕動，由胃石將食物研磨稀爛后再進(jìn)行消化。這個道理就和如今的雞、鴨等動物，都會常常吃點小石頭幫助消化是一樣的。

雖然蜥腳類恐龍的砂囊能將食物輕易粉碎，但消化吸收還是需要一段時間的，因此它們就需要一個很大的胃來消化食物碎屑。因此，蜥腳類恐龍的胃也是異常巨大的。

飛速生長

古生物學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，蜥腳類恐龍的新陳代謝速度很快，這是其他類型的恐龍望塵莫及的。這種快速生長使它們體重的增長速度達(dá)到驚人的地步，也使蜥腳類恐龍能夠相對快速地獲得龐大體型。比如梁龍在成年之前，每天可以增重2～3千克，馬門溪龍一年的體重最多可以增加2噸。

此外，大多數(shù)恐龍的骨骼上都有類似樹木年輪的生長線，蜥腳類恐龍也不例外。根據(jù)這個生長線得知，與其他類型的恐龍相比，同齡的蜥腳類恐龍體型可以大數(shù)倍。

大塊頭的大負(fù)擔(dān)

也許你會擔(dān)心，蜥腳類恐龍能否擔(dān)負(fù)如此龐大的身軀。放心，它們在繁衍過程中，逐漸進(jìn)化出了一套特殊的應(yīng)對策略。

首先，蜥腳類恐龍的腳掌巨大，當(dāng)它們四足行走時，就能把龐大的身體重量分散到4個寬大的腳掌上，從而減小對地面的壓強(qiáng)，提高通過松軟地面的能力。

其次，與現(xiàn)代鳥類相似，絕大多數(shù)的大型蜥腳類恐龍都有氣囊結(jié)構(gòu)。這些氣囊環(huán)繞著脊椎，獨特的身體構(gòu)造大大分擔(dān)了脊椎的重量，也增加了一次流入流出的氧氣量。而且這一構(gòu)造還能同時解決另一個問題——利用氣囊保持并穩(wěn)定自身體溫。

再次，即更重要的是，雖然大型蜥腳類恐龍體型龐大，但它們的骨骼已演化成多孔、空心或薄壁結(jié)構(gòu)，從而減輕了重量。蜥腳類恐龍死亡后，它們的骨骼很容易在外力作用下破碎，再經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用后，便很難保存為完整的化石。這就是為什么迄今發(fā)現(xiàn)的95%以上的大型蜥腳類恐龍的化石標(biāo)本都是嚴(yán)重破碎殘缺的原因。

因此，較完整的大型蜥腳類恐龍化石在今天就顯得格外珍貴，它們是科學(xué)家探索這些遠(yuǎn)古時期巨型陸地動物如何起源演化、繁衍生息以及從興旺走向衰亡的最直接的實物證據(jù)。

獨特的血液壓力泵

蜥腳類恐龍的體型龐大、脖子粗長，心臟是怎樣將血液輸送到全身各處的呢？

如果根據(jù)現(xiàn)生動物的體重與心臟重量比進(jìn)行估算，那么這類恐龍至少需要一個重達(dá)數(shù)十噸的巨大心臟，才能把血液泵送到頭部。如此一來，心臟的重量幾乎能達(dá)到其體重的10%，這顯然不太可能。

因此古生物學(xué)家認(rèn)為，蜥腳類恐龍除了擁有一個主心臟外，其頸部還可能擁有多個小型輔助心臟。每個輔助心臟可以把血液泵送到下一個輔助心臟，如此接力傳送，直至把血液輸送到頭部。

大塊頭的煩惱

蜥腳類恐龍的股骨比脛骨長，說明其絕不是依靠快速奔跑擺脫危險，而是依仗龐大身軀及強(qiáng)大力量對抗敵害的。龐大的體型雖然也有好處，比如不易成為被捕食的對象，在尋找食物時比競爭對手更有優(yōu)勢；但同時也讓它們面臨更多挑戰(zhàn)——一般而言，大型動物更易遭遇滅絕的威脅。

因為與身材嬌小的動物相比，大型動物食量驚人，繁殖速度緩慢，一旦遇到生存危機(jī)或食物短缺，便很難應(yīng)付。與身軀較小的哺乳動物的化石記錄相比，那些龐然大物的化石記錄歷史要短得多。所以，一方面，自然選擇促使動物身體越長越大；另一方面，它們也更易受到大自然的懲罰。這種對立力量之間的均衡，使得大多數(shù)陸地動物的體重都不會超過10噸。

古生物學(xué)家是這樣總結(jié)蜥腳類恐龍的巨大體型的：大型蜥腳類恐龍體型增大的同時，其全身的組織器官、身體結(jié)構(gòu)和生理特點，也相應(yīng)地進(jìn)行了一系列為適應(yīng)身材大型化的配套演化。巨大的進(jìn)食量配套了獨特的進(jìn)食方式；頭骨因無需生長咀嚼肌肉可以向輕小化發(fā)展，巨大的胃部不僅能存儲未經(jīng)咀嚼且消化緩慢的食物，還能依靠一些卵石幫助消化……

由此可見，生物演化對生物自身的生理和身體結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)，真可謂牽一發(fā)而動全身。生物需要進(jìn)行相互配套演化，才能達(dá)到對環(huán)境的最佳適應(yīng)。地球環(huán)境在對生物提出挑戰(zhàn)的同時，生物也在為了更好地生存而不斷進(jìn)化，構(gòu)成了品種繁多、美妙絕倫的地球生物圈。