◎ 科技日報記者 趙漢斌
蜥腳類恐龍，是侏羅紀早期地球的王者。其家族龐大，足足演化出100多個物種。同時，它們也是地球歷史上體型最大的恐龍群體。
在11月17日出版的英國《皇家學會生物學分會學報》上，古生物學家新近分析了阿根廷巴塔哥尼亞出土的蜥腳類恐龍頭骨，以及附近巖層中的植物化石，得以了解這頭蜥腳類恐龍生活時期的氣候和生態系統，進而推斷1.8億年前的氣候變化。
其中，最引人關注的是，為何侏羅紀早期蜥腳類恐龍就已演化出纖長脖子和巨型身軀？從古地質和古氣候，以及在全球相繼發現的一塊塊頸椎化石，古生物學家們開啟了一場探秘之旅。
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只有長脖子才能躲過滅絕？
覓食差異化因素導致蜥腳類恐龍演化出「長脖子」，這種解釋不是很準確。牙齒和頭骨的一些結構改變，更有利於它們覓食。
蜥腳類恐龍是蜥臀目蜥腳形亞目的一個類群。長脖子的植食性蜥腳類恐龍，也曾是陸地上最大的動物，當今世界上所有已發現的化石以及所有現存動物，都無法出其右。即使身長超過30米也不是個事，可它們的腦袋很小，頸和尾很長，粗壯的四肢支撐著巨大軀體。
研究表明，它們與肉食性恐龍和原蜥腳類恐龍是近親，在侏羅紀早期進化，侏羅紀晚期達到鼎盛，在白堊紀時期滅絕。
巴塔哥尼亞新出土的化石，即屬於蜥腳類恐龍，研究人員把它命名為「巴瓜爾黎明」。「巴瓜爾」源自具體出土位置阿根廷巴瓜爾峽谷，「黎明」表示這種恐龍生活的年代很早。阿根廷埃希迪奧·費魯利奧古生物博物館主要研究人員迭戈·波爾等人推測，它身長40米。
化石顯示，「巴瓜爾黎明」下頜強壯，牙齒比那些已滅絕植食性恐龍粗7倍。這種生理構造使它們能以針葉樹堅硬似皮革的樹葉為食。
「那時，的確有一些極其高大的植物，例如十幾米長的矽化木化石，表明在其存活期，樹高估計達幾十米。」中國科學院南京地質古生物研究所古生物博物館展陳收藏部主管賀一鳴博士向科技日報記者介紹，一方面，巨大的蜥腳類恐龍吃高大喬木的樹葉，可以與其他低矮的植食性恐龍和平分享避免競爭；另一方面，蜥腳類恐龍牙齒如梳子一般，適合從樹枝上輕鬆刮去所有樹葉，不經咀嚼直接吞進肚子裡。這種進食方式能耗低，每天可以攝入驚人的食物，以維持龐大軀體的能量。
在體型龐大的「巴瓜爾黎明」之後，長脖子的其他蜥腳類恐龍在地球上延續了1億年。
研究人員認為，當時南半球生存環境嚴酷，火山爆發向大氣釋放大量二氧化碳和甲烷，地面巖漿橫流，多種陸地植物滅絕，一種高大的針葉樹卻存活下來。這種植物的針狀樹葉富含營養，但長在高處，不易夠到，而且質地堅硬。這種變化意味著，多種蜥腳類恐龍滅絕，只有體型巨大、脖子纖長的一支存活下來。
但並不是所有的研究人員都贊同「貪吃進化說」。
中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員趙祺認為，覓食差異化因素導致蜥腳類恐龍演化出長脖子雖然有一定道理，但這種解釋不是很準確。長脖子更利於恐龍在減少身體移動的情況下，通過轉動長脖子來獲得更多的食物。侏羅紀時代植被的改變，促使大型蜥腳類恐龍的牙齒和頭骨的一些結構發生了改變，更加有利於它們覓食高纖維植物。
恐龍的長脖子到底有何用？
防禦對手，尾巴才是最強有力武器；吸引異性，恐龍靠的是頭骨上某些特徵；長脖子的確能在一定程度上幫恐龍更好地散熱。
研究人員綜合全球蜥腳類恐龍化石發掘和研究成果發現，在侏羅紀時期，地球上的蜥腳類恐龍，基本都是以「長脖子怪物」為主，雖然物種不同，但是它們的特徵卻非常相似：都擁有長長的脖子、長長的尾巴，而且不懼怕任何肉食性恐龍的攻擊。
事物的發展變化，有主導性因素，但又往往不是單一因素所致。因此，關於「長脖子」衍生出各種各樣腦洞大開的假說，如「散熱說」「防禦說」，以及「吸引異性說」。
趙祺認為，隨著蜥腳類恐龍體型不斷增大，散熱的確是隨之而來的一個大問題，長脖子能夠更好地散熱。「由於體積是長度的三次方，面積是長度的二次方，隨著體型的增大，單位面積所對應的體積顯著提高，相對於龐大的軀幹，長脖子能夠在一定程度上緩解其散熱的問題。」
在侏羅紀時期，蜥腳類恐龍成功生存與防禦敵害的本領分不開。它們看起來笨拙，顯得有些呆頭呆腦，其龐大的身軀，動輒重達數十噸。面對這樣的龐然大物，肉食性恐龍望而生畏、不敢貿然進犯。在它們面前，「小個子」肉食性恐龍完全不堪一擊，就好像在如今的地球上，身軀龐大的大象同樣沒有天敵。
賀一鳴向記者介紹，蜥腳類恐龍一般用龐大的軀體和長尾巴的晃動，來防禦對手的攻擊，它們的尾巴就是最強有力的武器。
「我認為長脖子反而不利於防禦外敵的入侵。過長的脖子，往往會使得首尾難以兼顧。蜥腳類恐龍主要是通過體型增大的策略，來抵禦外敵，而不是通過長脖子。」趙祺也認為。同時，現代雄性長頸鹿會用長脖子互相拍打，以競相吸引異性；但面對恐龍，這個解釋並沒有很好的證據支持。恐龍為了吸引異性，往往是靠一些頭骨上的特徵，比如冠龍巨大的頭冠、角龍的頸盾等。
此外，也有觀點認為在恐龍的時代，地球上氧氣充足，所以動植物都能長成大個子；也有人認為，這些大型恐龍體重太大，當它們從幼年長到成年，需要回到水中生活，依賴水的浮力活動，否則它們的四肢難以支撐巨大的身軀，稍短的脖頸難以讓它們輕鬆向前伸展。
但要全面回溯到1.8億年前，還有諸多疑問有待破解，個頭特別巨大的恐龍的活動狀態，以及生理機制仍有很多謎題。
延伸閱讀
長脖子恐龍也有「小煩惱」
事物都有兩面性，演化出超長的脖子固然可以輕鬆探到幾十米高處的樹葉，但也會帶來生理機制的巨大挑戰。
「蜥腳類恐龍可能就是陸生動物體型的極限。重力對心臟與輸血的負擔非同小可，長頸鹿的心臟到頭頂有2.5米，血壓高達4.3倍的大氣壓，相當於10層樓深的水下壓力，而蜥腳類恐龍則有動輒十幾米長的脖子，血管承受的強度可想而知。」賀一鳴解釋說。電影裡的陸地大怪獸在現實世界中是不存在的，因為碳基生物骨骼和肌肉系統在支撐自己體重方面是存在極限的。
蜥腳類恐龍擁有與鳥類相似的肺部結構，含有氣囊，呼吸效率是哺乳動物的2.5倍。呼氣時，氣囊裡的空氣進入肺部取代肺部空氣，形成「雙重呼吸」結構，使得它們肺部始終都有新鮮空氣。早期蜥腳類則是在頸椎部有氣囊空腔，後期蜥腳類脊椎骨也有氣囊空腔。
在採訪中，賀一鳴為記者梳理了世界範圍內那些已經確信可考的長脖子蜥腳類恐龍。
1993年命名的中加馬門溪龍，是在我國準噶爾盆地東部將軍廟附近發現的侏羅紀晚期的蜥腳類恐龍，身長達到37米。推測其僅脖子就長約17米，證據是保存有一塊長達160釐米長的頸椎骨，但其他很多化石缺失。
發現於河南省汝陽縣劉店鎮沙坪村晚白堊世早期蟒川組的巨型汝陽龍，最長頸椎骨長124釐米，保存頸椎數量較多，約佔原長度一半，推測其脖子長度約13到16米。
而超龍是梁龍類的成員，單個頸椎很長但是梁龍類頸椎數量少，估測脖子全長約13.7米。鄯善新疆巨龍的化石，完整保存了18枚頸椎骨，其中最長的12節頸椎骨長達123釐米，整條頸椎長度為14.9米。儘管在頸椎總長度上或無法與中加馬門溪龍相比，但新疆巨龍卻是目前發現的具有最長完整頸椎骨的恐龍，同時也是有確鑿證據的脖子最長的陸生動物。
隨著考古發掘的不斷推進，今後，地層中或許還有更多的長脖子「明星恐龍」現身。
編輯：劉義陽