蜥脚类恐龙鼻子和口腔里的水分蒸发会冷却大量流向大脑的静脉血，避免过热损伤大脑。
虽然不同的恐龙群体各自独立地进化出了巨大的体型，但它们都面临着同样的问题——体温过高和大脑受损。近日，美国俄亥俄大学传统骨科医学院的研究人员在《解剖记录》杂志上发表的一篇新文章中指出，不同的巨型恐龙在头部的不同部位进化出了不同的冷却系统，以不同的方式解决了这个问题。
“大脑，以及像眼睛这样的感觉器官对温度非常敏感，现代动物通常都有精密的体温调节策略，通过在各种各样的血管网络中运送冷热血液来保护这些脆弱的组织。我们想知道恐龙是否也在做同样的事情。”解剖学助理教授、该研究的主要作者Ruger Porter说。
许多著名的巨型恐龙，比如长颈蜥脚类恐龙或甲类恐龙，实际上是独立于体型较小的祖先进化而来的。“小恐龙可以跑到阴凉处乘凉，但是对于巨型恐龙来说，过热的可能性是不可避免的。它们一定有控制大脑温度的特殊机制，但它们是什么呢？”研究报告的合著者Lawrence Witmer教授说道。
答案就是蒸发。“这是最好的降温方法之一，” Porter说。为了验证这一观点，研究人员观察了恐龙的现代近亲——鸟类和爬行动物，已经有研究证明，这些动物的鼻子、口腔和眼睛中水分的蒸发冷却了流向大脑的血液。
在实验中，研究人员利用CT扫描中重现了现代鸟类和爬行动物的动脉和静脉，追踪了从蒸发冷却点到大脑的血液流动，并且精确地测量了输送血管的骨管和骨槽。“我们在现代鸟类和爬行动物身上看到的骨管和沟槽让我们将其与恐龙化石联系起来，并能够利用这些骨骼证据来恢复已经灭绝的恐龙的血液流动模式，了解它们的热生理学以及应对高温的策略。” Porter说。
不同的恐龙群体有不同的热生理策略来帮助它们在面对高热负荷时调节大脑的温度。
通过这项广泛的定量研究，研究人员发现，就大型恐龙如何保持大脑凉爽而言，“并没有一个放之四海而皆准的方法”，也就是说，不同的恐龙有不同的温度调节策略。一个关键的影响因素是就体型。较小恐龙的血管模式非常平衡，没有单一的冷却区域，因为它们不太容易过热。但像蜥脚类恐龙和甲龙这样的巨型恐龙，它们的血流量会在头部特定的冷却区域增加，远远超出了为组织提供营养所需的范围。这种不平衡的血管结构使得大型恐龙的热策略更加集中，突出增强了一个或多个冷却区域。有趣的是，有些兽脚类恐龙，比如重达10吨的雷克斯霸王龙，虽然也很庞大，但它们的血管结构就像小型恐龙一样很平衡。原来这些恐龙的鼻子上有一个巨大的空气窦，提供了另一个潜在的冷却区域。“兽脚亚目恐龙以一种不同的方式解决了同样的问题。” Witmer说。
“不同的恐龙以不同的方式给大脑降温，这一发现不仅为了解恐龙的日常生活提供了一个窗口，也作为一个范例，说明了具体环境条件所施加的物理约束如何塑造了这个多样又独特的群体的进化。”美国国家科学基金会的项目主管Sharon Swartz说，他资助了这项研究。
现在，研究人员正在扩大研究范围，将其他恐龙类群包括进来，以探索其他恐龙的体温调节策略是如何变化的，以及这些策略对恐龙的行为，甚至是栖息地的影响。
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编译：花花 审稿：alone 责编：张梦
期刊来源：《解剖记录》 期刊编号：1932-8486
原文链接：https://phys.org/news/2019-10-huge-dinosaurs-evolved-cooling-combat.html
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