鸟类般的肺部可能有助于恐龙在史前大气中茁壮成长 据一项新研究发现,恐龙之所以能够在地球史前氧气稀薄的大气中茁壮生存,是因为它们拥有类似鸟类的肺部结构。这项发表在《皇家学会开放科学》上的研究将恐龙的肺部与现存爬行动物(如鳄鱼和短吻鳄)以及现代鸟类(如鸵鸟)的肺部进行了对比。这是因为鳄鱼及鸟类与恐龙有着共同的祖先,现代鸟类则是它们的后代。
曼彻斯特大学地球与环境科学学院动物模拟实验室的博士研究员罗伯特·布罗克尔赫斯特领导了此项研究。他表示:“非鸟类恐龙的呼吸系统多年来一直是研究的焦点,旨在揭示如今灭绝了的恐龙家族成员的生物学特征,以及理解现代鸟类和爬行动物的起源和演化。”
研究团队为了调查不同类型的肺部,使用CT扫描分析了四种现代鳄鱼和29种现代鸟类的肺腔,并将它们的结构与16种不同种类的恐龙进行了比较。扫描显示所有的恐龙的椎骨形状更类似鸟类而非爬行动物。此外,恐龙的椎骨伸入肺腔,与今天的鸟类相同。
布罗克尔赫斯特表示:“我们认为某些恐龙的肺部会更像鸟类,而另一些可能更像爬行动物,但实际情况并非如此。我们扫描的每个恐龙样本看起来都像我们扫描的鸟类。”
研究团队除了使用CT扫描外,还分别移除了一只鳄鱼和一只鸵鸟的肺部,发现了围绕肺部的骨骼支撑结构在两种动物中非常不同。鳄鱼的肺腔光滑,允许肺部和其他内部器官在游泳时灵活地运动以吸入和呼出空气。然而,鸵鸟的肺腔被发现是有沟槽的,类似于恐龙。
布罗克尔赫斯特补充道:“通过这项新的分析,我们定量地显示所有的非鸟类恐龙拥有更类似鸟类而非鳄鱼的肋椎关节结构。”这意味着拥有像鸟类般高效的肺部使恐龙能够适应并在氧气稀薄的环境中茁壮成长,而其他动物群体则会遇到困难。
研究的共同作者、同样来自地球与环境科学学院的比尔·塞勒斯教授表示:“即使最早进化出现的恐龙具有鸟类般的肺部,也在一定程度上解释了为什么恐龙成为了当时的优势动物物种。其他动物群体可能仅仅没有如鸟类那样适合从空气中提取氧气的肺部。这种简单的进化差异可能让恐龙统治了整个世界。”