解谜蜥脚类恐龙的“长脖子”

2021-05-17 03:57张艳霞
大众科学 2021年3期
关键词:诸城颈椎颈部

张艳霞

百诸城恐龙化石群的时代为距今约7000多万年以前,作为世界上最重要的一处恐龙化石群,这里发现的恐龙多种多样,千奇百怪。这里有世界上最大的鸭嘴龙——巨大诸城龙,有北美外发现的唯一的角龙——诸城中国角龙,有亚洲的猎杀之王——巨型诸城暴龙,还有全身披着铠甲的甲龙——诸城中国甲龙。其中有一种恐龙的外形让人感觉极度的不协调,这就是以长脖子著称的恐龙——臧家庄诸城巨龙,可以说它们的腰以上都是脖子。

蜥蜴类恐龙的脖子有多长

臧家庄诸城巨龙属于蜥脚类恐龙,这种恐龙最引人瞩目的特点就是拥有已知动物中最长的脖子。那么它们的脖子有多长呢?现今这个世界上陆生动物中拥有最长脖子的是长颈鹿,成年雄性长颈鹿脖子是最长的,能够长到2.4米,而蜥脚类恐龙中最长的脖子长度是长颈鹿的6倍。目前发现最长脖子的拥有者是叫做中加马门溪龙的一种蜥脚类恐龙,它的脖子的长度长达15米,接近身体长度的一半。脖子的长度几乎占据了身体长度的一半,它们为什么会有这么长的脖子呢?这种脖子有什么用呢?

蜥脚类恐龙的脖子之所以这么长主要是因为它拥有大量的颈椎,我们知道几乎所有的哺乳动物都不超过7块,而蜥脚类恐龙的部分背椎移到颈部的位置,导致颈椎数量增加,蜥脚类恐龙颈椎数至少有12节,多的可达19块,延长了颈部长度。另外,每节颈椎的长度也比较长,比如发现于河南汝阳的巨型汝阳龙,最长的颈椎骨达到了1.24米,而发现于新疆的中加马门溪龙的一块颈椎骨则达到了1.6米。正是因此,蜥脚类恐龙才能拥有这么长的脖子。

长脖子靠什么支撑?

脖子这么长,蜥脚类恐龙是靠什么力量支撑的呢?会不会太长抬不起头或者在抬头后会忽然耷拉下来呢?首先,蜥脚类恐龙的巨大躯干和粗壮的四肢为它们的长脖子提供了一个稳定的“底盘”,这样就不会出现“头重脚轻”的情况了。其次,蜥脚类恐龙很小,如果蜥脚类恐龙跟其他植食性恐龙一起合影,肯定是最上镜的那个,头骨不仅小而且轻,这就更容易支撑。

最重要的是,蜥脚类恐龙的颈骨拥有一些与众不同的特征利于长脖子的支撑。蜥脚类恐龙的颈椎内部具有复杂的凹处、洞孔、空室,生前可能包含气囊,颈椎的这些气腔的存在说明蜥脚类恐龙的颈椎骨的大部分都是中空的,里面充满气囊,空气占据了这些动物脖子位置,这样脖子就更轻了。另外蜥脚类恐龙的脖子上存在一些棒状的骨骼,被称为颈部肋骨,这些颈部肋骨像夹板一样将相邻的几节颈椎“捆”在了一起,这样就对颈椎起到了加固的作用。但是这样的结构也存在一定的弊端,那就是脖子的活动没有那么灵活。如果想让脖子弯曲较大的幅度,比如打个圈,这种情况是没有办法实现的。有的科学家认为,蜥脚类恐龙的长颈如果呈“S”状弯曲,那么在弯曲幅度较大的地方,尤其是在颈的后部,颈部肋骨就会刺穿颈部皮肤等软组织,对身体造成重度伤害。

长脖子有什么利弊?

蜥脚类恐龙长这么长的脖子是为了拥有所谓的“天鹅颈”,仅仅是个摆设吗?答案是否定的。那么对它们自身有什么好处呢?首先是避免了竞争。在蜥脚类生存的年代,生存着一些极其高大的植物,有的树高达几十米。蜥脚类恐龙可以利用长脖子轻松的吃到高大乔木的树叶,这样的高度是其他植食性恐龙够不到的,因此就可以避免与其他植食性恐龙争抢食物。其次是可以有效节能。蜥脚类恐龙在采食植物时,不必移动笨重的身体,只需将长长的脖子上下左右摆动,就可以輕松地吃到大范围的植物。也就是说别的恐龙要走动才能吃到的食物,而蜥脚类恐龙却只要把脖子转一下、伸长一点就可以站在原地吃远处的食物了。这种通过转动长脖子、减少身体移动来获得食物的方式,可以节省大量体能。同时这种进食方式也大幅提高了进食效率,在同样的时间内可以获取更多的食物。有的科学家认为蜥脚类恐龙的这种长脖子还可以用于身体的散热。科学家研究认为由于体积是长度的三次方,面积是长度的二次方,随着体型的增大,单位面积所对应的体积显著提高,相对于庞大的躯体,长脖子能够在一定程度上缓解其散热的问题。有的人还认为这么长的脖子有利于观察敌情,可以提前做好御敌准备。

长脖子对蜥脚类恐龙来说有这么多好处,难道就没有一点弊端吗?其实长脖子也给它们造成了一定的困扰,那也是我们人类中常见的一种疾病“高血压”。有研究认为,如果蜥脚类的颈部高举,那么需要高达700毫米汞柱的压力才能将血液输送到头部,血管承受的压力可想而知,这对生物的生理结构是一种巨大的挑战。这种形态怪异的长脖子恐龙在地球上生存繁衍了1亿多年,直到恐龙灭绝时期,才和所有其他的恐龙一起从地球上消失。可能正是长脖子这种身体结构使得它们更加适应生存,才使得它们一直兴盛不衰。

(编辑/任伟)

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