頭腦發(fā)熱？ 不妨在腦袋上“開個(gè)窗”

崔許

每到夏天，我們就能感覺得到“全球真的變暖了”，一離開空調(diào)房到室外，很快就變得全身汗淋淋的。但是，其實(shí)地球歷史上還有過更熱的時(shí)候，那就是二氧化碳含量更高的中生代，那時(shí)候的氣溫比現(xiàn)代還高出10℃，那些沒有空調(diào)救命的大塊頭——恐龍是怎么活下來的呢？

恐龍?bào)w溫知多少

恐龍是爬行動(dòng)物，它們的現(xiàn)代近親——鱷魚和烏龜?shù)葎?dòng)物的體溫很容易受外界環(huán)境的影響，那么生活在中生代炎熱夏天的恐龍，它們的體溫會(huì)像氣溫一樣，高達(dá)50℃嗎？

現(xiàn)代動(dòng)物我們很容易就能用溫度計(jì)給它們量體溫，但是恐龍已經(jīng)滅絕多年了，剩下的只有冷冰冰的化石。想知道恐龍的體溫，我們得另辟蹊徑，δ47碳氧同位素團(tuán)簇溫度計(jì)就是科學(xué)家給恐龍“量體溫”的神器。

恐龍的降溫策略?

這個(gè)“溫度計(jì)”是怎么工作的呢？我們知道，所有生物都是由元素組成的，即使成了化石，元素含量變化也不大，其中含量最多的元素就是碳、氫和氧三種元素。這些元素原子并不是一模一樣的，比如我們熟悉的碳原子，有的碳原子“瘦”一些，只有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子，有的“胖”一些，除了6個(gè)質(zhì)子外，還有7個(gè)或者更多中子。這些“胖瘦”不同的原子以固定的比例組成了生物的身體，但在不同的溫度中，這些原子的比例會(huì)發(fā)生變化。因此通過測(cè)量恐龍化石的碳氧元素的原子比例，就能知道恐龍的體溫，這就是δ47碳氧同位素團(tuán)簇溫度計(jì)的工作原理。

運(yùn)用這個(gè)方法，美國加州大學(xué)的地球化學(xué)家羅伯特·伊格爾、美國耶魯大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家羅賓·道森等獨(dú)立測(cè)量了恐龍蛋的溫度，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)恐龍的體溫并沒有我們想象得那么高，約在27℃～38℃之間。問題來了，鱷魚和烏龜可以靠下水降溫，大部分是陸生動(dòng)物的恐龍又是如何在熱浪中維持較低的體溫的呢？

通過模型尋找恐龍降溫秘訣

夏天的時(shí)候如果一定要出門的話，躲在陰涼處一定會(huì)成為我們的首選，但是這一招對(duì)恐龍來說可能不那么好用，龐大的身軀讓它們很難找到合適的容身之處。如果迫不得已必須暴露在陽光之下，恐龍?jiān)撛趺唇禍啬兀?/p>

“千瘡百孔”的骨骼和四通八達(dá)的血管網(wǎng)也許是恐龍降溫的秘訣，與外界相通的空洞越多，血管網(wǎng)絡(luò)面積越大，向外界散失的熱量也就越多，這與夏天很受人們歡迎的洞洞鞋、破洞裝有異曲同工之妙。恐龍的骨骼有多少孔洞呢？以頭骨為例，就有眼眶、鼻孔、大嘴、眶前孔（眼眶之前，鼻孔之后的一個(gè)大孔）和顳颥孔（頭骨頂部的大洞）等多個(gè)孔洞，可謂是把打洞散熱的訣竅運(yùn)用到了極致。

蜥蜴與外部環(huán)境進(jìn)行熱量交換，改變體溫。

這些孔洞的降溫效果如何呢？美國俄亥俄大學(xué)的恐龍學(xué)家魯格·波特和勞倫斯·威特默通過建立模型來驗(yàn)證了它們的散熱效果。研究團(tuán)隊(duì)用CT掃描技術(shù)重建了霸王龍、劍角龍和梁龍等多種恐龍的頭骨，并根據(jù)鳥類和鱷魚等恐龍近親的頭部血管分布情況對(duì)恐龍進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)了不同恐龍的散熱策略。

比如甲龍類恐龍，鼻腔處的血管分布較密集，鼻孔出氣是它們散熱的主要途徑;而梁龍及圓頂龍等體型更大的蜥腳類恐龍，除了鼻孔外，口腔也是主要的散熱區(qū)域;吃肉更多的“巨無霸”霸王龍需要排出的熱量更多，其眶前孔附近有著發(fā)達(dá)的血管網(wǎng)，每當(dāng)它開口喘氣時(shí)，空氣在多處孔洞中循環(huán)流通，口腔、鼻腔和眼眶等各處的血管就會(huì)聯(lián)動(dòng)起來，共同散熱。

通過現(xiàn)代近親推測(cè)恐龍策略

美國密蘇里大學(xué)的古生物學(xué)家凱西·霍利迪團(tuán)隊(duì)通過觀察恐龍的現(xiàn)代近親們?nèi)绾卫每锥唇禍?，來推測(cè)恐龍的降溫策略。

研究人員使用熱成像相機(jī)記錄了動(dòng)物園中的鱷魚的頭部溫度變化情況，他們發(fā)現(xiàn)，在涼爽的早晨，鱷魚頭部溫度較其他動(dòng)物要高，到了炎熱的下午，鱷魚的頭部溫度反而變得更低了。研究人員認(rèn)為，鱷魚頭部溫度的變化與其頭部具有的一個(gè)被稱為顳颥孔的孔洞結(jié)構(gòu)有關(guān)。

研究人員比較了美國短吻鱷和野生火雞這兩種恐龍近親的顳颥孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)里面具有豐富的血管網(wǎng)絡(luò)和滿滿的脂肪組織，就像冰箱的熱交換系統(tǒng)一樣，這種結(jié)構(gòu)可以讓血液快速流動(dòng)，充分與環(huán)境交換熱量，從而迅速地調(diào)節(jié)頭部的溫度變化。而根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，霸王龍、三角龍和迅猛龍等恐龍，它們的頭頂同樣擁有與顳颥孔類似的結(jié)構(gòu)。

看來，正是依靠著這樣高效的“體內(nèi)中央空調(diào)”系統(tǒng)，恐龍才能在炎熱的中生代生存下來。