长得快,不一定就长得大
恐龙一度作为霸主在古代地球上四处游荡,其中那些最著名的食肉恐龙也被称为兽脚类(theropods)。它们用两足行走,长着锐利的爪子,还有小刀一样的牙齿,与如今的鸟类关系密切。
更有趣的是,这类恐龙有着各种各样的体型:从公交车那么大的霸王龙,到只有狗那么小的伶盗龙。古生物学家一直想知道,恐龙的如此巨大的体型差异是如何进化的。
大多数动物被认为是通过比它们的祖先生长得更快,而进化出更大的体型。对于现代动物而言,包括哺乳动物和鸟类,长得越大,就意味着长得越快的趋势同样成立,比如,大象和鸵鸟生长得就明显比吉娃娃和鹦鹉更快。
然而,最近古生物学家惊讶地发现,像这些较小和较大的兽脚类恐龙,并不一定是因为生长速度的快慢而变得不同的。在《科学》上的一篇新论文中,一组国际研究团队通过研究恐龙骨骼发现,生长速度和身体大小之间没有关系。
长得越大,就长得越快?
包括恐龙在内的许多动物的骨骼每年都会减缓或暂停生长,留下和树的年轮一样的痕迹,可以表明动物的年龄。
肉食恐龙胫骨的放大显微视图,它显示出生长环在骨骼的外侧变得更密,表明个体达到了成年。(图/Ohio University)
这些特征也可以用来估计动物的生长速度。这样的“年轮”被称为皮质生长标记,简单来说,间隔较宽的环表明生长速度更快,而间隔较窄的环则告诉我们动物的生长速度比较慢。
根据肉食恐龙胫骨的CT扫描生成的3D模型,显示了每年形成的生长环。(图/Ohio University)
团队在约80个不同的兽脚类骨骼中,测量了约500个这样的生长环。结果发现,生长速度和体型之间是明显脱钩的,换言之,两者并没什么关联。一些庞然大物生长得反而非常慢,比如今的短吻鳄还要慢。而一些较小的恐龙反而长得相当快,和现存的哺乳动物差不多。
这项研究表明,体型的生长还存在另一种可能的策略,那就是,更大和更小的动物在生长高峰期生长的时间更长或更短。
生长策略的差异
研究人员提到,这一发现具有格外重要的意义,因为速率与时间的变化,往往和其他许多因素相关,比如动物的后代有多少或者有多大,它们的寿命有多长,或者它们对捕食者有多大的敏感性。
这项研究为未来研究动物如何调节自身的生长打开了大门。从分子或遗传水平上来说,改变不同的微观生长控制机制,很可能是在兽脚类恐龙中观察到的一系列发育策略的原因。
进一步的研究或许能更普遍地阐明与脊椎动物体型进化有关的机制。像恐龙这样的灭绝动物,会激发起人们的敬畏之心,因为它们看起来与我们现代世界的动物似乎天差地别。但它们其实也是在约束和环境因素下生长的动物,它们身上可能还有许多动物的秘密。
#创作团队:
编译:Gaviota
排版:雯雯
#参考来源:
https://www.ohio.edu/news/2023/02/ohio-university-researchers-patrick-oconnor-and-riley-sombathy-co-author-paper
https://www.nature.com/articles/d41586-023-00549-5
#图片来源:
封面图:Ohio University
首图:Ohio University
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