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【中国青年报】恐龙为啥一生都在“长个儿”

发表日期:2020-08-28来源:放大 缩小

  科学大爆炸 恐龙为啥一生都在“长个儿”

 

上园热河龙完整个体及胫、腓骨骨组织切片。

 

热河龙从幼年到亚成年5个个体的胫骨切片。研究团队供图

  为什么像恐龙在内的爬行动物能够终生生长,而哺乳动物和鸟类成年后便不再生长,这和远古时期恐龙生长发育模式又有何演化关联?古生物学家从骨组织学角度对此有了最新说明。

  近日,中国科学院澳门正规网赌网站-澳门十大正规平台徐星、赵祺联合中国地质大学(武汉)韩凤禄、美国乔治华盛顿大学约瑟夫·史蒂格勒在共同完成的上园热河龙研究成果论文中,对这一问题作了相关论述,该论文已于前不久在线发表于国际学术期刊《古脊椎动物学杂志》。

  研究认为,现代大多数哺乳动物的骨组织学结构具有以下特点:血管密度大,形态复杂,反映了早期快速生长,但是成年后在外侧发育密集的生长休止线,这些是停止生长的标志。

  相应地,现代的爬行动物如鳄鱼、蜥蜴等骨组织学结构显示了以下特点:血管少,形态单一,每年形成类似树木年轮的生长(停滞)线,这些都表明爬行动物生长速率较慢,但却一直生长,因为并没有在外侧形成类似于哺乳动物的外周休止线。

  据徐星先容,上园热河龙成年体长1-2米,两足行走,擅于奔跑。此次中美合作研究,对热河龙5个大小不同的个体进行骨组织学研究,从骨组织显微结构可以看出,热河龙血管密集,形态多样,显示出较快的生长速率,显著快于现代的蜥蜴和鳄类等爬行动物。

  同时,上园热河龙也有发育清晰的生长停滞线,骨龄估算表明,此次研究的上园热河龙个体死亡时年龄在0-5岁,5件标本可分为幼年早期、幼年晚期和亚成年期三个阶段。

  徐星说,除生长线,此次骨组织学研究还获得了更多恐龙生理学成果——

  首先,热河龙几岁能达到性成熟?

  科研人员对现存的四足动物研究表明,它们在达到性成熟之后,生长速率会有一个明显的下降。这种生长速率的变化会在骨组织学研究中表现出来,包括生长停滞线间距显著变短,骨组织类型发生变化。

  “这种变化在热河龙骨组织结构中也清晰地显现出来,但结果表明,热河龙性成熟的时间并不统一。”徐星和团队认为,这和一些现存的爬行动物相似,比如一些蜥蜴,也表现出雌雄个体性成熟时间不同的现象。而在鳄鱼中,雌雄达到性成熟是根据体型大小来定的,性成熟的时间也有一定的变化范围。因此热河龙的性成熟,可能和体型大小、两性差异以及环境变化相关。

  其次,热河龙是否具有两性差异?

  科研团队认为,在恐龙中区分两性差异比较困难。现存的鸟类产卵前,会在体内富集钙元素,在产卵期雌性个体骨组织结构中,有一层特有髓质骨,因此,如果在骨组织切片中发现这个结构,就能够准确地指示雌性个体,但热河龙中并未发现。

  还有没有其他区分的办法?徐星说,在现存的爬行动物中,人们发现一些类群在性成熟之前雌雄个体具有相同的生长速率,但之后,它们速率不同造成了个体大小的不同。

  还有一种情况,在性成熟之前,雌雄个体生长速率不同,雌性显著快于雄性或者相反。

  “这次研究发现热河龙生长很不规律,但能发现两种情况,一种1岁前速率最快,之后是缓慢降低,另外一种情况是,前两年快速生长,而后显著变慢并出现板层骨。”徐星说。

  科研团队认为,这可能反映出两性差异,但是由于样本太少,也可能是不同个体生长差异的表现,还需要更多的样本才能进一步确定。

  这一最新研究还提到,环境和动物的行为方式能够直接影响爬行动物的生长速率,从而影响骨组织形态的变化。

  徐星说,这次研究在最大的热河龙个体中发现“长骨中部横切片外侧发育板层骨和密集的生长线”,表明该个体经历了长时间的生长缓慢甚至停滞,而最外侧血管增多,表明生长有一定的复苏。

  如何去说明这种现象?研究团队认为一种情况是环境的变化,恶劣的环境可能会造成生长的停滞,而环境变好,食物充足的情况下,则可以继续生长。

  徐星说,恐龙的行为方式,对生长速率也有一定的影响,当恐龙达到性成熟的时候,很多恐龙产蛋,并有照顾后代的行为,这对恐龙本身也是一种能量的消耗,也可能会造成生长的长期变慢和停滞。

  科研团队指出,热河龙的骨组织学能够反映环境的变化甚至行为方式的改变,但如何去区分这种成因,还需要更多证据和后续研究的支撑。

  中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报

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