哺乳動物體型變大會被重力壓垮,那麼恐龍為什麼沒被重力壓垮呢?

哺乳動物體型變大會被重力壓垮,那麼恐龍為什麼沒被重力壓垮呢?百科千尋君2020-08-01 20:53:51

恐龍也不全都是幾層樓高的大傢伙,巨型蜥腳類恐龍可以長得很大,達到六七十噸。大型獸腳類可以長到十幾噸,但大部分的恐龍都是中小型恐龍,有的甚至還沒有雞大,美頜龍、中華鳥龍、小盜龍、亞洲近頜龍、單爪龍、小馳龍等都在4公斤以下,而小馳龍甚至只有0。16公斤。

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但在一般人眼中,恐龍都是巨大無比的,小的可憐的恐龍就被忽略了,以偏概全也是網上常見的現象。還有一個常見的錯誤認知,那就是“遠古的動物比現存的動物大”,別忘了,藍鯨還在海洋裡呢,它的極限體重比已知最大恐龍的兩倍還大,可謂“哺乳動物之光”。陸地上,長鼻目和奇蹄目都誕生過15噸以上的巨獸,這樣的體重放在整個地球史上都不算小。

但整體上來看,恐龍的身體結構更利於大型化,而哺乳動物的身體結構更利於小型化。

首先我們來對比以下恐龍和哺乳動物的骨骼結構。

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▲這是恐爪龍的頭骨。

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▲這是和恐爪龍體重相當的現代灰狼的頭骨。

觀察兩者的結構,就會發現,恐爪龍的頭骨有很多鏤空結構,其他恐龍頭骨也有此類特徵,霸王龍的頭骨也到處都是洞。而狼的頭骨更緊湊更厚實,哺乳動物也都有此類特徵。

可兩者的強度並無太大差距,恐龍的頭骨更輕,同等體重下體積更大,同等體積下重量更小。

所以恐龍的顱骨結構拓撲最佳化程度更高,有利於它們減輕重量或者增大體積。

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有些恐龍還演化出中空輕盈的骨骼,比如翼龍類,能進一步的減輕體重,這樣的結構如今仍在被恐龍的後代鳥類所使用。比如最大的翼龍之一諾氏風神翼龍,站著有長頸鹿那麼高,翼展可達11米,但是體重只有200公斤左右。

顱骨結構拓撲最佳化加上中空的骨骼,使得恐龍的密度比哺乳動物低,所以恐龍是“虛胖”。

其次,恐龍的呼吸系統更有利於大型化。

由恐龍演化而來的鳥類有高效的雙重呼吸系統,讓它們能應付飛行時的高氧需求。它們的肺部不似哺乳類一樣能大幅擴張收縮,而是使用氣囊將新鮮空氣單向推入與脊骨及胸骨連線的肺部,不單可令肺部更為固定,也可減少在呼吸時肺部擴張收縮造成的能量消耗。

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恐龍也具有類似的氣囊呼吸系統,獲取氧氣和排出廢氣的效率大大強於哺乳動物,不用害怕身體過於龐大而導致的器官缺氧(“大氣含氧量越高體型越大”只適用於節肢動物)。

而體內的氣囊佔據了大量空腔,但是卻沒有增加太多體重。而且氣囊更有利於散熱,也解決了大型恐龍散熱的難題,促進了恐龍的大型化

但是獸腳類恐龍仍然大不過蜥腳類恐龍,因為消化系統促進了蜥腳類恐龍的巨型化

蜥腳類恐龍能成為地球歷史上最大的陸生動物群體,它們的消化系統也功不可沒

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德國波恩大學的科研團隊提出過一個蜥腳類恐龍的生理模型。將蜥腳類恐龍比做一個“活著的樹葉吸塵器加一個行走的沼氣池”。蜥腳類恐龍沒有發達的咀嚼系統,甚至沒有胃磨(胃石加蠕動)系統,它可以把食物從消化道末端一直堆到脖子。吃進去的植物在高溫、消化酶、微生物的作用下分解產生能量,維持這個系統運作。蜥腳類恐龍本身很懶,身體重的部分不用怎麼動,只要把身體挪到一片林子裡面,剩下的動脖子就行了,吃完之後換下一片。

蜥腳類恐龍在低能耗的情況下,快速獲得能量,消耗還少。同時,它們也有類似鳥類的雙重呼吸系統,可以有效的維持大量氧氣供應,使得食物得到很好地消化吸收,維持很高的代謝。種種有利條件,促進了蜥腳類恐龍的巨型化。

如上只是部分原因,恐龍身上的謎團還需要人類進一步去探索。

哺乳動物體型變大會被重力壓垮,那麼恐龍為什麼沒被重力壓垮呢?自然知道2020-07-31 17:16:31

因為體型最大的哺乳動物是生活在海洋中的藍鯨,它們沒有腿,若不幸海灘擱淺有可能被自身重量壓碎內臟。如果藍鯨也像恐龍一樣擁有四肢,它們同樣可以生活在陸地上。

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其實這個觀點是誤傳,沒有科學家說哺乳動物體型變大就一定會被重力壓垮,而是說重力會影響生物的體型,但仍可以在合理的範圍內演化,恐龍的體型當然也受到重力的影響,所以它們不能無限地增大,迄今發現的最大的恐龍也比不上如今的藍鯨,或許體長方面可以趕上,體重方面卻差不少。海洋和陸地環境畢竟是不一樣的,在海洋中水的浮力相當於將重力分散到每一寸的面板,因此它們的內臟比較大且適應了這樣的環境,肋骨系統不需要特別發達。

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而陸地上支撐身體卻要靠四肢,那對於四肢的壓力就比較大,所以體型龐大的恐龍四肢都非常粗壯強悍,能儘可能地分散體重的壓力,當它們臥倒的時候受力面積也增大了一些,但是大型恐龍的肋骨相較於藍鯨也是更粗壯的,臥倒的時候能較好地支撐全身的壓力,是適應陸地環境演化來的,很多海洋動物的肋骨都比不上體型差不多的陸地生物,所謂的結構決定功能。

哺乳動物體型變大會被重力壓垮,那麼恐龍為什麼沒被重力壓垮呢?

哺乳動物的體型理論上也可以增大很多,只不過體型是多因素影響的結果,重力是一個因素,它使生物的體型不能無限增長,但更重要的因素是生存競爭。體型大的好處是力量大、肌肉強悍,這就使得能對抗大體型物種,所以在生存競爭中體型大的更利於活下來,而體型是多基因相關的性狀,只有透過漫長的演化過程,因為大體型更利於在生存競爭中存活,與體型有關的基因就越容易存留下來,所以慢慢地體型增大。重力的確影響大體型恐龍的行動速率,但生物體型的極限也不一定是重力限制,神經傳導速度很慢,大約只有30-60m/s,體長几十米的恐龍反應速度肯定比不過一隻小耗子,反而也可能成為不利於動物生存的因素。

哺乳動物體型變大會被重力壓垮,那麼恐龍為什麼沒被重力壓垮呢?

恐龍演化的歷史非常悠久,恐龍時代的地球的環境相對又比較穩定,所以花了漫長的時間生存競爭,才出現了那麼幾種體型特別大的恐龍,大多數恐龍的體型還比不過大象。陸地上的哺乳動物體型最大的就是非洲象,但歷史上曾今存在著比非洲象體型還大的哺乳動物,還有身高2。5米甚至以上的巨猿,只是相較於恐龍時代,體型沒有長得更大而已,並不是說哺乳動物體型像恐龍那麼大就會壓死自己。