愛伊米

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

恆溫動物(內溫性動物)

體溫不因外界環境溫度而改變始終保持相對穩定的動物,叫做恆溫動物。如絕大多數鳥類和哺乳動物。

恆溫動物(溫血動物)在動物學中指的是那些能夠調節自身體溫的動物,它們的活動性並不像冷血動物(變溫動物)那樣依賴外界溫度。在鳥和哺乳動物會透過新陳代謝產生穩定的體溫。這體現於基礎代謝率上。溫血動物(恆溫動物)的基礎代謝率遠高於冷血動物(變溫動物)。身體的體溫調節系統保證體溫的恆定,並且能在外界環境溫度升高的狀態下排出熱量。這通常透過液體的蒸發實現,如人類的汗和狗的喘息,還有貓在夏季的舔舐。

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

貓舔腳是因為熱?這是真的?

恆溫動物為保持體溫,適應環境溫度的變化,在生理、形態及行為上產生不同的適應。恆溫動物中血液和迴圈系統是體溫維持的重要組織。恆溫動物在大腦下方有體溫調節中樞,由這個中樞有神經通到全身血管壁之中的肌肉,當溫度升高後,血液流過該中樞增多時,刺激了中樞使其發出抑制的動作,由神經傳到全身血管的肌肉使血管舒張,結果更多的血液流向面板的血管,而把熱發散出去。

更確切的概念

雖然人們常用“冷血動物”和“溫血動物”這兩個名詞來區分不同體溫調節方式的動物,但實際上這兩個名詞已經不再是一個確切有效的學術名詞了。

目前,科學界更流行用“外溫性動物”和“內溫性動物”來區分這兩類動物。外溫性動物對應的就是冷血動物,概括來說就是體溫受外界環境影響,現生的爬行動物、兩棲動物等都屬於此類。而內溫性動物則反之,是指一類可以獨立於環境溫度,自主的維持或者調節體溫的動物,典型代表就是哺乳動物和鳥類。

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

冬季泡溫泉的猴子

內溫性和外溫性定義上比傳統的冷血和溫血更加確切。以內溫性來說,它描述的是維持體溫相對環境恆定的能力。比如說人是典型的內溫性動物,也是“溫血動物”。

人類無論是在環境溫度高於體溫的夏天,還是低於體溫的冬天,都可以維持體溫恆定,這就是內溫性的含義。但如果用溫血來形容人類,在夏天時候就不合適了。因為環境溫度是40℃的時候,人類的血液(37℃)可是相對“冷”的!同理在寒冷的冬天,穿著厚重保暖衣物的人類其血液溫度相比於環境是極熱的。

“溫血”和“冷血”只是相對概念,環境不同,我們人類自己也可以在“溫血”和“冷血”間切換。

給恐龍測體溫

如果你能穿越回侏羅紀時代,給恐龍測體溫會很方便,麻醉槍放倒,溫度計往洩殖腔裡一插讀取數值就OK了。那麼面對冰冷冷的骨骼化石我們如何知道恐龍的體溫呢?

隨著地球化學的發展,一種新的研究古溫度的方法——碳氧團組溫度計開始逐漸應用到古環境溫度的測定當中來。這種方法有個非常大的優勢,就是可以得到形成碳酸鈣時周圍的環境溫度。科學家Robert Eagle 開始將這種方法應用到了恐龍的體溫研究中,得到了非常準確的恐龍溫度。透過研究恐龍身體內部合成的碳酸鈣,也就是分別來自牙齒和恐龍蛋蛋殼的碳酸鈣,來分析恐龍的身體的溫度。

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

Robert Eagle研究得到的恐龍體溫,及其與現生外溫性動物(綠色線段),哺乳動物(褐色點),和鳥類(紅色點)的關係。(圖片來源:Eagle。et。al 2015)

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

雖然研究的恐龍種類比較侷限,但Robert Eagle 的研究結果非常有趣。

實驗流程基本不變,只需將分析材料換成更常見的恐龍蛋蛋殼化石。Robert Eagle團隊在2015年又報道了兩類恐龍的體溫。他們的研究發現,巨型長頸的蜥腳類恐龍體溫更高,在35°C到38°C之間,體溫可以與大部分現生的內溫性哺乳動物相當,略低於體溫更高的鳥類。而獸腳類恐龍的體溫要低一些,在32°C左右,在外溫性動物體溫的範圍內,比典型的內溫性動物還是要低一些。也就是說,小體型的獸腳類恐龍體溫低,而大體型的蜥腳類恐龍體溫高。再結合那個時期的地球平均溫度判斷,體溫高於外環境,這些證據從一個側面反映出有一些恐龍的確是內溫性動物(恆溫動物)。

今天,我們已經發現了許多長羽毛的恐龍,比如著名的小盜龍、中華龍鳥、羽王龍等等。今天只有鳥類長有羽毛,而羽毛的重要作用便是保持體溫的恆定,所以至少長羽毛的恐龍是恆溫的。

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

顧氏小盜龍-著名的有羽毛化石

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

內溫性動物進化的關鍵時期

如今生活在地球上的哺乳動物和鳥類都是恆溫動物,從進化歷史上看,他們是如何獲得這種自動保持體溫穩定的能力的?據物理學家組織網10月16日報道,英國布里斯托爾大學古生物學家邁克·本頓教授在《岡瓦納大陸研究》發表論文稱,哺乳動物和鳥類的祖先從變溫動物演變為恆溫動物,源於它們大約2。5億年前最大規模生物滅絕事件後生存下來的經歷。

這次發生在二疊紀—三疊紀的大滅絕事件,導致多達95%的生命喪生,包括96%的海洋生物和70%的陸地脊椎動物,極少數倖存者面臨著一個動盪的世界,反覆受到全球變暖和海洋酸化危機的打擊。四足動物突觸類和始龍類倖存了下來,分別成為哺乳動物和鳥類的祖先。

古生物學家已經在這些三疊紀倖存者身上發現隔膜和鬍鬚,這是它們變成恆溫動物的證據。哺乳動物祖先從三疊紀開始就有毛髮的證據曾被懷疑了很長時間,但最近,恐龍和鳥類祖先羽毛早期起源的證據被曝光。三疊紀的突觸類和始龍類的骨結構也表現出恆溫的特徵。本頓團隊觀察了數百個腳印化石的樣本後驚訝地發現,所有中型和大型四足動物都是在二疊紀-三疊紀從伸展狀態轉變為直立姿勢的。而且這種姿勢的變化是瞬間發生的,不是在數千萬年裡慢慢演變的。

霸王龍體溫38度?貓舔腳是為了散熱?恆溫動物那些事

本頓解釋道,現代兩棲動物和爬行動物都是四肢伸展的動物,它們的四肢部分是側著的。鳥類和哺乳動物都有直立的姿勢,四肢就在身體下面。這使得它們跑得更快、更遠。直立姿勢讓恆溫動物具有了很大的優勢,但要比變溫動物吃更多的食物來控制它們的體溫。

二疊紀—三疊紀是地球生命史上一個非凡的時期。期間發生的大滅絕事件,造就了鳥類和哺乳動物吸收熱量保持體溫恆定的獨特能力。

大體上恐龍是從祖先的變溫動物進化成一部分恆溫一部分變溫,然後再進化到現代鳥類和爬行動物。

梵觀點:以後恐龍如果再用“冷血動物”來形容恐怕不太科學了。