进化新知：恐龙家族缘何频出“巨人”

兽孔类空出的生态位迅速被庞大的恐龙占领

人们普遍认为，恐龙的身躯如此庞大，是因为自然选择偏爱体型大的物种。但一项新的研究却对这种认识提出质疑。相关研究发表在《英国皇家学会会刊》（Proceedings of the Royal Society）上。

科学家们测量了物种存续时间超过一亿年的恐龙化石，发现这些数据并不符合“科普法则”（Cope'srule）。科普法则认为，在地史时期里，一个物种或谱系中的个体，体型总会变得越来越大，这是自然选择所造就的。因此，物种内部体型最大和最小值都会随着时间而增大。然而该研究所涉及的恐龙化石却没能呈现这种规律。“虽然从整体上看，恐龙体型最大值的确随着时间有明显增大，但从细节上来讲，每一个线系的体型变化都有复杂的规律，既有增加，又有减少。”研究的参与者，德国慕尼黑大学的古生物学家R.Butler说。“多年以来恐龙都是科普法则的重要例证。我们的研究认为恐龙体型的演化其实并非如此简单。”

之前学界有人提出，恐龙的食物可能与体型增大有重要关系。例如，四足长颈的蜥脚类恐龙取食苏铁和针叶树，可是这些食物难以消化，蜥脚类恐龙的牙齿结构简单，不适于咀嚼。因此，它们吞下几乎未经咀嚼的食物，由强大的胃承担消化任务。

虽然蜥脚类恐龙的砂囊就能将食物粉碎，但植物细胞中的养分必须通过化学作用获取，因此恐龙就需要一个很大的胃来降解食物碎屑。这样一来，身宽体胖的大胃王们就拥有了进化优势。

另一种理论认为，恐龙活动量很小，当食物丰富的时候，它们体内过剩的供能物质如糖类等转而参与了身体的增长。但该理论只有在恐龙是冷血的前提下才成立，因为若恐龙是温血，将需要很多能量维持体温，没有多余能量增大体型了。

庞大的身躯能躲开普通的捕食者，但并非所有恐龙都采取这一策略。例如，娇小的身材更适合飞行，同样可逃脱捕食者的追逐。

本文提到的新研究使用了共400例初龙型类（包括恐龙）、兽孔目（哺乳动物的祖先）动物的化石，测量它们的股骨长度并以此估计体重。这些数据所展示的规律和多种演化模型都不符合，其中也包括科普法则。

当进化谱系被纳入考量范围时，科普法则中的现象就很少出现了。兽孔类灭绝后，地球上才渐渐出现身形硕大的恐龙。“恐龙起初并不庞大，它们体型的增长并不是由于越大越好。相反，独特的生理条件使它们有更多增加体型的潜力。”Butler说。

这种独特的生理条件包括巨大的肺容量、惊人的生长速率等。Butler的研究认为，在一些巨大的兽孔类动物灭绝之后，体型较小的恐龙才有机会进驻它们曾经占据的生态位，幸运的是恐龙有能力迅速增加自己的体型，便最终成了陆地的主人。因此，恐龙的成功除了演化上占据优势，更来自幸运之神的眷顾。

这些研究再次证明，谱系中多个类群的演化趋势是十分复杂的。Butler打算回顾恐龙家族的整个演化历史，到那时，我们就能对生物灭绝事件中物种的演化规律作出预测了。

（化石网/歆塬 编译）