互动科普

霸王龙是如何变成庞然大物的？

 对于在电影《侏罗纪公园》熏陶下成长起来的一代人及其后代来说，霸王龙将成为一个家喻户晓的名字。这种庞大的，长有锋利牙齿的怪物完全就是童话故事里面令人恐惧的吞火巨龙，人们对它极为憎恶。但鲜为人知的是这种巨蜥之王其实进化的谱系并不长，实际上，在出现银幕上的那种后期的霸王龙之前，一般的霸王龙体形都相对较小，体重有1至2吨，身高仅有几米，人们既不会在漆黑的小巷里遇到它们，也不会将它们当作宠物豢养。但事实上，后期的霸王龙突破了一般霸王龙的传统体形，在体重上是其祖先的3倍。

进化生物学家长期以来对可能导致兽脚亚目食肉恐龙、两足动物以及食肉恐龙巨大体形的因素进行了研究。（除霸王龙之外，属于鲨齿龙科（carcharodontosgurs）和棘背龙科（spinosaurs）的4种恐龙也进化成为同样庞大的巨兽。）近几年出现了几种原动说，这些学说将恐龙的体重的剧增归因于大气二氧化碳含量增加等因素（二氧化碳含量增加导致植物产量大增，从而能够供养更多的食草恐龙，而兽脚亚目食肉恐龙就是以食草恐龙为食物的）。2003年10月在巴西圣保罗举行的古脊椎生物学协会年度会议上，美国犹他大学的Scott Sampson及其间亊简述了一种有细微差别的进化学说，该学说将众多影响因素考虑在内。

通过对现有食肉动物的研究，Scott Sampson研究小组发现了一些可使庞大的兽脚亚目食肉恐龙繁衍生存的合理先决条件，从这些恐龙股骨周长估算，它们的体重高达3吨甚至更多。首先，与许多研究人员的假设不同的是，这些恐龙可能是冷血动物，因为如果它们是温血动物，如此庞大的动物要保持恒常体温，需要异乎寻常的捕猎成功率（相当于狮子的10倍)，并且还应该具有降温能力，以避免体温过热。

其次，研究人员通过观察发现，食肉类动物比食草类动物活动范围更广，种群密度更低，而且大型食肉动物的活动范围大于小型食肉动物。研究人员指出，巨型兽脚亚目食肉恐龙要想生存下去，必须拥有辽阔的生活区域，以维持足够多的同类种群数，避免灭绝。再次，形成中的巨型动物必须消除来自其它大型动物争夺食物的生态压力，如通过竞争对手的灭绝或捕食不同的猎物。

批评人士认为，有些结论很难让他们接受。加州大学伯克利分校的Kevin Padian指出：骨组织结构研究结果间接表明，与冷血爬行动物相比，恐龙在新陈代谢方面与温血哺乳动物更为相似，而且要确定灭绝动物的种群规模是不可能的。在没有活生生的恐龙的情况下，科学家可能永远不会知道它们属于代谢谱系中的哪一部分。然而迄今为止，化石记录支持该研究小组学说的其它预测。五种众所周知的庞大动物只在辽阔的北美洲、南美洲和非洲大陆上出现过。这些动物在生存期间从未遇到来自其他庞然大物的竞争。（棘背龙和鲨齿龙均生活在非洲，它们在时间和空间上有过重叠，但前者似乎以捕食鱼类为生，而后者则生活在陆地上。）

有关霸王龙起源的研究结果对兽脚亚目食肉恐龙巨型学说提供了最强有力的支持。在这种庞然大物出现前的2500多万年中，一条从今天墨西哥湾流向北极的西部内陆海道（Western Interior Seaway)将北美洲一分为二。在这两部分陆地上，有3种恐龙彼此孤立地生活着，它们的体重只有1至2吨。当海水在距今大约6900万年以前退潮之后，可供居住的陆地面积增长了一倍，而此时只有一种恐龙生存下来，并进化成为体重髙达5.5吨的霸王龙。马里兰大学的Thomas R. Holtz，Jr在谈到这一学说时指出：“这为我们提供了思考的素材，但我们需要更多的验证性实例。”

[吴美艳/译 赵庚新/校]