研究发现恐龙的鼻道结构蜿蜒曲折 能够很好平衡其头部体温(图片WITMER lab / Ohio University,Lawrence Witmer)
据界面新闻(翻译:尉艳华):研究人员发现,恐龙的鼻道结构蜿蜒曲折,辗转千回,能够很好地平衡其头部体温。
大约7500万年前,在如今加拿大的阿尔伯塔省,一只优头甲龙呼出了自己的最后一口气。这次呼气就像之前所有的呼吸一样,转瞬即逝,无影无踪。但是,在几千万年之后,科学家研究了恐龙头部的呼气通道,发现这条通道蜿蜒曲折、辗转千回。
甲龙体型庞大,犹如坦克一般,全身布满了骨板。优头甲龙是甲龙的一种,它们的头骨、背部,甚至有时候连眼睑都会全副武装。头骨内的鼻道中甚至也布满了骨头,以保护这些脆弱的组织结构。
在一个多世纪以前,古生物学家第一次注意到,这些通道中包含着异常复杂的腔室和管道。他们认为,这些是从一个简单的中心管道中所延伸出来的窦道——只不过比人体鼻子中的结构更为复杂而已。但是,2008年,俄亥俄大学的劳伦斯·威特默(Lawrence Witmer)和赖安·里奇利(Ryan Ridgely)通过医学CT扫描仪,研究了数个优头甲龙的头骨,这才发现了这些通道的真正样子。
扫描结果显示,恐龙的鼻道结构不同寻常——它们并不是从一个主要通道所延伸出来的窦道,而是一整条通道,其中充斥着许多拐弯和曲折,就像过山车的轨道以及弯曲的吸管一样。这些通道比其他脊骨动物的通道更为复杂,在长度上也更胜一筹。优头甲龙的头骨“长度相当于从你的手腕到胳膊肘的长度,但是,如果将它的鼻道伸展开来,那么这一长度能从你的肩膀到你的手指尖”,威特默说道,“我记得我站在古生物会议上,举起我的手,说道,‘我不敢相信,但这就是我们得到的结果。’”
威特默和赖安·里奇利认为,对于甲龙来说,这些蜿蜒的通道就像是复杂的空调一样。这些动物有着像轿车一样庞大的体型,它们的身体在中生代太阳的照射下,储存了大量的热量。“滚烫的血液会从其身体的核心一直传送到头部,”威特默说道,“虽然这些恐龙的大脑非常小,但仍然是大脑。”大脑对温度的上升十分敏感,这就是为什么我们在中暑的时候,会首先出现昏迷和晕厥的迹象。所以,甲龙和其他大型恐龙是如何保护自己的头部不被蒸熟呢?
威特默认为,这都是鼻子的功劳。血液会通过血管,从全身汇集到头部,而血管的旁边则是长长的鼻道。恐龙每次吸气的时候,冷空气都会在蜿蜒曲折的通道中前行,吸收旁边血液的热量,使得血液在到达大脑之前便能够冷却下来。
威特默的同事杰森·伯克(Jason Bourke)和鲁格(Ruger Porter)对这一观点进行了测试。他们利用医学扫描仪,创建了两种甲龙头骨的电子影像——优头甲龙和胄甲龙。然后,他们利用了如今常用于航天工程的技术,模拟出了空气穿过恐龙鼻子的路径。
模拟结果显示,恐龙在吸气的时候,其鼻腔通道内的空气会升高36华氏度(约为2.2摄氏度),从室温上升到体表温度,从而使得临近的血液降温。当恐龙呼气的时候,空气同样会穿过这条弯曲的通道,将大部分的热量返还给身体(我们人类的鼻子也有着相同的工作原理,这就是为什么嘴巴呼出的空气的温度会高于鼻子呼出来的温度)。
团队成员还利用头骨图像进行了试验。在其中一个实验中,他们为甲龙制作了一个短小且简单的通道,就像人类的鼻道一样。在另一个实验当中,他们将甲龙的鼻道拉直,也就是说,鼻道的长度仍然一样,但却没了那么多蜿蜒曲折。在这两种情况下,鼻道的降温效果都没有那么好。鼻道吸气所吸收的热量会大大降低,通道的末尾也同样如此——由于太过靠后,因此来不及使得临近的血液降温。所以说,正是通道的长度及其弯曲度使得鼻道成为了有效的空调系统。
“恐龙生物学的研究进行得非常困难。而这一实验是对恐龙生物学一次有趣的深入探索——恐龙的呼吸是如何在头骨之内进行的,”多伦多皇家安大略博物馆的甲龙研究专家维多利亚·阿卜(Victoria Arbour)说道,“这就能解释为什么许多甲龙生活在潮湿或者热带环境中了。我们会很清楚地看到这种它们是如何适应环境的。”
圭尔夫大学马修·维卡尤斯(Matthew Vickaryous)提到,在该团队所研究的这两种生物中,优头甲龙的体积更为庞大,鼻道也更为复杂。这两件事情之间有关联吗?体积较大的物种所积蓄的热量更多,所以它们就需要更为弯曲的鼻子吗?体积最大的甲龙是与之同名的一种恐龙,名字也叫甲龙(Ankylosaurus)。这种甲龙身长八米。那么,它的鼻子内部结构是怎样的呢?如今,我们可能可以回答这些问题了,因为“我们拥有越来越多甲龙的CT数据了”,维多利亚说道。
芝加哥大学的宫下(Tetsuto Miyashita)对此表示同意。他认为,威特默团队“开启了古生物研究的新类型”,他们将物理与生物结合了起来。“下一步会是什么?”宫下问道,“还没有人去研究恐龙鼻道模型中的回音效果,看看这些鼻道是否会像喇叭一样。我希望他们能够试一试。”(来源:大西洋月刊 原标题:These Dinosaurs' Noses Made BreathingComplicated for a Very Good Reason)
公元前101年,在中国传统纪年中是农历庚辰年(。)。中文名公元前101年朝代西汉汉武帝太初四年农历庚辰年在位皇帝汉武帝公元前101年历史纪年公元前101年,是汉武帝的第七个年号的第四年,汉武帝五十六岁。公元前101年公元前101年-政权纪事公元前101年(汉武帝太初四年)。罗马执政官为盖乌斯·马略(...
2023-03-230阅读全文 >>说到林冲很多网友都知道这个人也还真的是超厉害的,其实最开始的林冲这个人也还是比较的有担当有个性有气魄的人的,但是走着走着你就会发现其实最后林冲突然有一天变得十分的残忍了,那么这到底是为什么呢?其实更多的时候还是另有隐情的啊,那么到底是什么情况下面跟随小编揭秘看看吧!为了谋害林冲,高俅派遣的陆虞侯和富...
2023-03-220阅读全文 >>中国第一侨乡...
2023-03-220阅读全文 >>说到日本其实还是有很多人都是知道的,日本是一个岛国,现在的日本是一个发达国家,日本的GDP非常高,可以说是迅速崛起的一个值得让人思考的国家,不过,在古代的时候,日本还是非常的贫穷和落后的,日本很多的东西都是希望从中国身上获取到,因为中国和日本是邻国,同属于亚洲,中国幅员辽阔,资源也相当的丰富,简直就...
2023-03-230阅读全文 >>水浒一百零八好汉,这个团体已经是相当有名的了,只不过可能很少有人能够把好汉们全部都认全,或者每一个都有相当多的了解。《水浒传》对应着的是北宋末年真实发生过的的宋江起义,将这一次的起义改编成了鸿篇巨制,那梁山上有那么多好汉,最终他们阵亡的先后顺序又是什么?梁山好汉们都是什么样的结局,今天就一起来整理一...
2023-03-230阅读全文 >>美国音乐家约翰^凯奇是一位孜孜不倦的音乐试验家,他摒弃了传统的演奏技巧和作曲技法,以“加料钢琴”的先驱者出名。“加料钢琴”就是在传统钢琴的弦上或各弦之间,放上各种不同的物体,从而改变原来的音响和音色。...
2023-03-220阅读全文 >>