恐龙长颈之谜
蜥脚类恐龙是如何进化出如此长的脖子的呢？这个问题也正是古生物学家要探讨的。美国古生物学家马修·韦德尔和泰勒通过观察地球上的其他长颈动物，注意到一个明显的规律：所有陆地动物，无论是现在还生活在地球上的动物，还是已经灭绝了的动物，除了蜥脚类恐龙之外，它们的脖子长度都有一个极限，不会超过大约2.5米。这令他们感到好奇，由此开始了他们对恐龙长颈之谜的探索。
长颈溯源与比较
蜥脚类恐龙代表了恐龙早期进化的独特创新。最早的蜥脚类恐龙大约出现于2.4亿年前，没过多久就分道扬镳，分为三个大的族类：第一类是鸟臀目恐龙，后进化为食草类恐龙，其后裔包括三角恐龙和鸭嘴龙；第二类是兽脚亚目肉食性恐龙，这一类后来又分成了好几个不同的物种类别，包括恐龙、鸟类和几种长颈食草动物；第三类是蜥脚类恐龙，在2.1亿年前它们进化成体重达数十吨的庞然大物，它们笨重而粗壮的四条腿在地球大地上漫游了1.5亿年。
为了找出蜥脚类恐龙的脖子为什么这么长的原因，韦德尔和泰勒对其他长颈动物进行了分析，并将蜥脚类恐龙与恐龙的近亲鸟类和鳄鱼进行了比较。历史上灭绝动物的化石给科学家带来一个又一个惊人的事实，曾经生活在地球上的灭绝动物比我们想象中的更令人惊讶。一次又一次，人们修改了动物大小的极限，例如5米的翼展曾被认为是飞行动物的极限，但我们现在知道，会飞的爬行动物翼龙的翼展可达10米。最大的陆地哺乳动物是已经灭绝了的一种与犀牛很相像的长颈古犀，它们的脖子长2～2.5米。翼龙也拥有极长的脖子，如阿氏翼龙的脖子长达3米。
在目前生活在地球上的动物中，成年雄性长颈鹿的脖子最长，可达大约2.4米，没有任何其他动物的脖子能够超过这个长度的一半，例如，鸵鸟的脖子也很长，但通常只有大约1米。
模样像传说中尼斯湖怪的海洋爬行动物蛇颈龙，因为生活在水中，可借助于水的浮力支持自身的体重，它们的脖子可达到令人惊讶的7米之长，但远远不能与蜥脚类恐龙相比，只有蜥脚类恐龙脖子长度的一半不到。据韦德尔和泰勒推测，蜥脚亚目大型半水生恐龙超乎寻常的长脖子可能是继承了它们祖先的某种基因性状。
长脖子的第一个秘密：大嘴小脑袋的“吃豆小精灵”
最早的恐龙是两足动物，体形也并不十分庞大，从头部到尾巴总长也只有2米左右，但它们的脖子的长度却占到身体长度的约1/3。这些早期恐龙可能是什么都吃的杂食性动物，它们用牙齿啃食树叶和一些小动物，它们甚至还可以用牙齿撕裂一些大型猎物。但是，它们的牙齿并不十分适合咀嚼食物。在鸟臀目恐龙进化出可以用来碾磨植物性食物的强有力的牙齿之时，蜥脚类恐龙和它们的肉食性堂表亲兽脚亚目食肉恐龙仍然保留了它们祖先“囫囵吞枣”式的吞咽进食习性——泰勒和韦德尔认为，这可能是蜥脚类恐龙长颈之谜的第一个线索。
蜥脚类恐龙的进食方式很奇特，它们张开大嘴，将尽可能多的植物叶子塞进嘴里，它们的胃口有多大，取决于肠胃里的消化菌能吸收多少营养。韦德尔形容说，“它们的脑袋好似一台张着大口的切草机，有点像精典游戏中的‘吃豆小精灵’，可以说它们的小脑袋上突出的就是一张嘴。”10～15吨重的梁龙，它们的脑袋通常只有25千克重；25～40吨重的长颈巨龙，它们的脑袋只有大约50千克。
蜥脚类恐龙的脑袋小而轻盈，长脖子也能容易地支撑起这样的小脑袋。蜥脚类恐龙进食时并不咀嚼，它们甚至不需要可以暂时地将食物存储在嘴里的脸颊，它们只是将食物一口吞下，然后让胃肠去消化。所以，蜥脚类恐龙的脑袋几乎就是一张大嘴。
长长的脖子上顶着这么个小脑袋确实很轻松，蜥脚类恐龙在摄取高大树木上的树叶时，可以不必移动笨重的身体，只需将长长的脖子上下左右转动，就可以轻松地将看中的食物尽数送入口中。一种理论认为，恐龙利用它们的长脖子可很方便地吃到高处的树叶，就像长颈鹿那样。另一种理论认为，恐龙利用它们的长脖子左右横扫，大面积地摄取食物，就像鹅吃草那样。无论恐龙采取的是哪种进食方式，毫无疑问的是，长脖子使得它们每移动一步都可以获得尽可能多的食物，对于如它们这样庞大的生物来说，这当然是非常合算的，可为身体节省大量能量。
不过，如此一来，小小的脑袋能给大脑留下的空间就不多了。那这个缺陷会不会给梁龙等蜥脚类恐龙带来太大的劣势呢？韦德尔认为，如果蜥脚类恐龙需要更发达的大脑，是完全可以做到的——大脑容量再增加不到0.5千克就可以了，而这完全在它们的长脖子可以支撑的范围内。他说：“梁龙的大脑容量如此之小，哪怕它们的大脑增加到原来的2倍甚至3倍，对长脖子的影响也是可以忽略不计的。”
事实上，即使没有更大的大脑容量，蜥脚类恐龙也已经在地球上兴盛繁衍了1.5亿年，一直到6500万年前恐龙大灭绝事件的发生。它们的成功表明，大脑发达与否对于它们来说并不重要。
然而，对于其他种类恐龙的脖子进化来说，咀嚼能力无疑是一个限制因素。咀嚼意味着在吞咽食物之时，需要下颚、牙齿和肌肉的一系列配合动作。动物的体形越大，食量也越大，对食物咀嚼能力的要求也越高。这也正是为什么三角恐龙和其他鸟臀目恐龙在它们短而强健的脖子上都拥有一个巨大脑袋的原因，它们继承了早期哺乳动物咀嚼食物的习性——体形不大的哺乳动物需要将食物细细咀嚼之后，才能被小小的肠胃系统消化吸收。一些哺乳动物也确实进化出了较长的脖子，但它们的遗传基因限制了它们脖子的长度，韦德尔将这种限制称为“体内的限制”。
有史以来最大的陆地哺乳动物是长颈古犀（长颈副巨犀），这种生活在渐新世的巨大的长颈犀形兽是犀牛已经灭绝的表亲，它们的脖子长度达到2～2.5米，与长颈鹿脖子长度相当。长颈鹿的脖子是目前活在地球上的哺乳动物中最长的。
长脖子的第二个秘密：轻灵椎骨与庞大身躯的完美组合
蜥脚类食草恐龙是动物王国中脖子最长的动物，为什么它们拥有比其他任何生物都要长得多的脖子呢？研究人员发现的第二个秘密是：它们脖子的骨骼是中空的。长颈长尾的蜥脚类恐龙是有史以来行走在地球上的最大的动物，它们的脖子可达15米，是当前世界长脖子动物纪录保持者长颈鹿的6倍，是有史以来生活在陆地上的任何其他动物的至少5倍。
哺乳动物的脖子长度之所以受到限制，除了要支撑沉重的脑袋之外，还有另外一个原因。几乎所有的哺乳动物都只有7块颈椎，而蜥脚类恐龙则没有这种约束。像大多数最原始的恐龙祖先一样，蜥脚类恐龙拥有更多的颈椎，一般为12～17块，最多可达19块。相比之下，除了少数例外，如哺乳动物中的树懒和水生哺乳动物中的海牛，几乎所有的哺乳动物，从老鼠到鲸鱼到长颈鹿，它们的颈部椎骨都不会超过7块。正因此，它们的脖子长度受到了限制。
泰勒和他的同事们在研究中发现，蜥脚类恐龙长脖子的秘密隐藏在它们的骨骼中，它们的颈部骨骼拥有一些能够支持长脖子的特质，大自然的设计赋予它们的脖子以精妙的结构：同哺乳动物只在颅骨中才有气囊不同，蜥脚类恐龙的颈椎骨的大部分都是中空的，里面充满气囊和骨质，外面则是一层薄如蛋壳的坚固外壁，由此成为支撑超长脖子的理想“支架”。
据泰勒估计，拥有15米超长脖子的超龙的身体总重量为6吨，这样的负重需要一个庞大稳固的躯干来保持平衡，而蜥脚类恐龙巨大的躯干和四条短而粗壮的腿提供了一个稳固的平台（虽然恐龙祖先是以两腿行走的，但蜥脚类恐龙通常却是四脚着地行走的）。相比之下，长颈鹿的躯干相对较小，而鸵鸟则是两足行走，它们不拥有恐龙的这些优势，因而也无法超越颈长极限。
可以想象一下，如果让一只1.6吨重的长颈鹿顶上一个6吨重的脖子，那它还不得立马摔趴下了。对于两足行走的恐龙来说，保持身体平衡更是一个大问题。这也正解释了为什么两足行走的兽脚亚目食肉恐龙中，脖子最长的三种食草恐龙异类，它们的脖子长度也无法超越2.5米极限的原因。
在恐龙时代，只有另一种爬行动物似乎超过了这一极限，那就是翼龙，它们的脖子长达3米，支撑它们长脖子的估计只有一块椎骨，但如鸟类般充满气穴的骨骼却能令它们在空中轻快地飞翔。如今鸟类中脖子最长的是驼鸟，它们的身体只能支撑起1米长的细脖子。
长脖子的第三个秘密：独特的呼吸方式
泰勒和韦德尔发现的蜥脚类恐龙拥有长脖子的最后一个秘密是它们肺的呼吸方式。由于吸入新鲜空气的需要，气管的体积必须远远小于肺部的体积，由此限制了脖子的大小。在吸气时，鸟类通过内部气囊的膨胀吸入新鲜空气，然后通过气管将新鲜空气输送到它们相对较小的肺；在呼气时，鸟类通过肺和气管将二氧化碳呼出。由于鸟类的气囊大于肺，鸟类的每一次呼吸都比哺乳动物吸入更多的空气，因此它们的脖子相对较长。泰勒认为，相对于哺乳动物的肺，鸟类的肺更有效率。因此，我们有理由相信恐龙也拥有与鸟类相类似的肺，至少在蜥脚类恐龙早期起源时是如此。此外，恐龙的身躯要比鸟类庞大得多，吸入的新鲜空气可以畅通无阻地从巨大的脖子通过。
蜥脚类恐龙和其他恐龙的呼吸方式可能类似于鸟类：通过肺不断地吸收新鲜空气，而不必像哺乳动物那样需要呼出废气，再吸入新鲜空气。这种呼吸方式可能有助于蜥脚类恐龙将获得的氧气通过它们长长的脖子源源不断地输送到肺部。遗憾的是，由于至今没有发现蜥脚类恐龙的软组织化石，很难找到确凿的证据。
长颈优势带来的幸运：称霸地球1.5亿年
化石证据清楚地表明，不同种类恐龙脖子的大小形状都有很大的不同。没有任何两种恐龙拥有完全相同的脖子。对于恐龙来说，脖子似乎具有相当的可塑性，可以让它们轻松自如地适应环境中的某些东西，如自然生态和植物分布等。长脖子的优势让恐龙在无需大幅度移动身体的情况下便能采摘到更大范围内的树叶，这帮助它们节省了能量。脖子越长，节能越多。古生物学家认为，正是庞大的身躯和长达几米的脖子的完美组合，让蜥脚类恐龙能够成功称霸地球1亿多年。它们很早就出现在地球上，一直兴盛不衰，直到灭绝恐龙的大灾难降临时，才和所有其他的恐龙一起从地球上消失。
韦德尔说，如果不是一颗小行星的意外降临扼杀了所有的恐龙，很可能这些蜥脚类恐龙至今仍然生活在地球上，没有任何其他生物能够将它们取而代之。这或许反映了大自然的一个隐藏的规律：生物能够进化到什么程度，从一开始就已经注定。鸟类不可能进化到拥有蜥脚类恐龙那样庞大的身躯，也不可能拥有蜥脚类恐龙那样的长脖子，身为两足动物的先天条件限制了它们，无法向庞大身躯和超长脖子的方向发展进化。哺乳动物中长颈鹿的脖子不超过2.4米，是因为它们没有蜥脚类恐龙脖子那样的中空结构，它们为适合咀嚼需要进化出的结实牙齿、下巴以及强健的肌肉也是它们脖子进一步发展的障碍。
蜥脚类恐龙能够拥有庞大身躯与超长脖子组合，是大自然赐予的一种幸运，从而使得它们能够冲破所有其他陆地动物脖子长度的极限，这样的幸运在进化史上也是极为罕有的。
还有科学家认为，长脖子对异性更有吸引力，在这种驱动力的推动下，恐龙进化出了更长的脖子。但是，泰勒和他的同事们没有发现支持这一理论的证据。泰勒等科学家准备更进一步地探索蜥脚类恐龙的长脖子之谜。例如，雷龙拥有非常奇怪的颈椎，科学家怀疑它们的长脖子用于雄性之间的争斗——它们为争夺配偶而战。
深海中的长颈巨兽
虽然蛇颈龙远没有蜥脚类恐龙那样庞大的身躯，但由于它们生活在水生环境中，海水的浮力可以支撑它们身体的一部分重量，所以它们也进化出了很长的脖子。例如，发现的一种蛇颈龙化石，其身体总长为11.2米，而脖子的长度就占了7米（不包括缺失的头颅）。这种蛇颈龙的脖子有76块椎骨，古生物学家对于这些椎骨的作用长期以来都有争议，但如今他们已取得了共识：这是蛇颈龙的一种“偷袭机制”，在鱼群尚未觉察到有大型捕食动物接近的情况下，就已经成了它们伸出的长脖子的猎物。
来源：《大自然探索》
