雖然生命登上陸地的歷史超過4億年，但除了大型蜥腳類恐龍外，還沒有出現過其他身長超過20米的動物。那為什么蜥腳類恐龍能長這么大？它們一天得吃多少東西呢？它們如何支撐起這樣的龐大身軀，體內各種器官又是怎樣協調的呢？
最大恐龍有多大
這一寶座目前有著許多競爭者，包括重龍、超龍、巴塔哥尼亞巨龍、易碎雙腔龍等等。但是現在古生物專家公認的體型最大的恐龍是阿根廷龍。它的體長達到了38米，相當于三輛公交車頭尾相連的長度，高度有10米，接近四層樓高。這個“巨無霸”的體重也是相當驚人，估計在60-90噸之間，超過十頭大象的總和。我國河南發現的巨型汝陽龍，有專家推測其骨骼復原后體長可達38.1米，也應該是世界第一巨龍的有力競爭者。
歷史上曾經出現過的最大的陸生哺乳動物巨犀，體長8米多，體重22噸，還不到阿根廷龍的三分之一，這樣的體型在阿根廷龍面前就是個小跟班。
有人認為，恐龍生活的中生代氧氣含量比現在高得多，氣候溫暖植物茂盛，遍地都是食物，所以蜥腳類恐龍才能長得如此巨大。事實真的是這樣嗎？根據最新研究，侏羅紀和白堊紀的大氣平均含氧量均低于現在的21％。而作為蜥腳類主食的蕨類植物，其能量值與今天的草本植物相差不大。在哺乳動物繁盛的新生代，也不缺乏氣候溫暖、植物茂盛的時期，然而卻沒有出現過可以挑戰蜥腳類恐龍體型王者地位的物種。所以大氣氧含量多少和食物豐富度也許不是恐龍變大的主因。
那么我們就需要換個思路，從研究對象自身上尋找答案。萬幸的是這個問題不僅我們普通人感興趣，也吸引了恐龍專家的關注。德國著名古生物學家馬丁·桑德教授就針對恐龍巨型化發起了一個持續11年的研究項目，從以下幾個方面回答了蜥腳類恐龍能夠變成巨無霸的原因。
長這么大靠什么
大家最關心的就是蜥腳類恐龍如何擔負小山一樣沉重的龐大的身軀。
首先是蜥腳類恐龍的腳掌非常地寬大，當它們行走時能把龐大的身體重量分散到4個腳掌上，減小對地面的壓強，讓自己不被陷進去。
其次，雖然蜥腳類恐龍體型龐大，但它們的骨骼壁卻很薄，而且上面長有很多孔還是空心的，從而大大減輕了骨頭的重量。絕大多數的蜥腳類恐龍都長有與鳥類相似的氣囊，這些氣囊環繞著脊椎，甚至填充到肢骨的空隙中，減輕整個身體的壓力。從某種程度上來講，大型蜥腳類恐龍并不是一座實心的肉山，而是中空、充氣的。
研究發現，蜥腳類恐龍牙齒只在一面出現磨損。這說明它們是從植物上剝扯下后直接吞咽，壓根沒有咀嚼這一過程。這樣的進食方式，可以節省咀嚼時間，快速連續地進食，大大提高了單位時間內的進食量。
阿根廷龍還原圖，圖片來自圖蟲網
而今天的牛、馬等食草動物，它們都具有發達的咀嚼能力，這的確提高了食物的利用效率，但是限制了進食的效率，所以也限制了體型上的持續增長。
蜥腳類在進食上的另一個優勢就是達到體長一半的脖子，就像一個超長捕食桿，只需要擺動就能橫掃一大片植物。這使得它們只要短距離移動就可以大范圍進食，在長時間進食中節約能量。
通過這兩個利器的幫助，一只成年的阿根廷龍每天能夠吃掉500多公斤的植物，簡直就是中生代的植物“吸塵器”。
古生物家曾在蜥腳類恐龍化石中發現了胃石，推測它們可能會通過胃的蠕動，用胃石將食物研磨爛后再進行消化。就像現在的雞、鴨等動物，吃點小石頭幫助消化一樣。
更重要的是蜥腳類恐龍之所以長著巨大的肚子，是因為里面長有加長的胃腸，能幫助它們長時間貯藏和消化大量的植物。這些腸道內飼養一些能夠分解植物的菌群，形成類似“發酵罐”的特殊結構來幫助消化巨量的植物。但是大量的植物分解產生的氣體也讓蜥腳類恐龍變成了個行走的沼氣池，所以古生物學家開玩笑說：“如果你穿越回中生代，一定不要走在蜥腳類恐龍后面，因為這類恐龍一定經常放屁。”
蜥腳類恐龍有著獨特的進氣系統，巨大的體型無時無刻都在消耗大量的氧氣，所以它需要一套高效的呼吸系統。蜥腳類恐龍的呼吸系統中，除了強壯的肺，還有之前提到過像鳥類一樣遍布全身的氣囊。這些氣囊與肺部相連分為前后兩部分，無論吸氣還是呼氣，肺部總是有新鮮空氣流動，氣體交換的效率大大提高，增加了對于氧氣的吸收。所以在氧含量比今天還要低的中生代，蜥腳類卻能夠憑借著它們獲得更多的氧氣，滿足自身生存的需要。
蜥腳類恐龍還能依靠氣囊結構加快空氣流動進行散熱，避免體溫過高造成功能紊亂甚至是死亡。
蜥腳類巨大的體型需要一顆強大的心臟為身體供血，而它的四腔室心臟不僅強壯有力，在演化過程中，還發生了血管壁變厚，肌靜脈泵加強等結構增強，保證了血液在龐大身體內的流通。
高效的生長和繁殖策略
盡管蜥腳類恐龍的體型巨大，但是它們剛出生的時候卻非常小，體長不足1米，體重只有5千克。為了能夠更快長大，年幼的蜥腳類恐龍有著很高的基礎代謝率，保持著年體重增長1噸的驚人生長速度。
當蜥腳類恐龍成年后，基礎代謝率便由高轉低，進入到低能耗狀態。但成年之后的蜥腳類恐龍還會緩慢增長直到死亡，所以年齡越大，體型就越大！而哺乳動物在成年之后就基本上停止了生長，體型也不會隨著年齡的增長而改變。
蜥腳類恐龍并不會筑巢和養育后代，而是像海龜一次產下多枚卵，靠數量取勝，所以它們的孕育成本更低。這也減少了能量的消耗，使得它們能夠專心致志地長大再長大。
當然，蜥腳類恐龍之所以能夠長得那么大，原因顯然不僅只有以上提到的那些。眾多的原因既是恐龍大型化的推手，同時又是限制，當蜥腳類恐龍沖破這些限制，它們就會一步步向著陸地最大動物的頂峰進行沖擊，并且最終摘得陸地之王的桂冠！
本文為科普中國·星空計劃扶持作品
作者：劉森
審核：王原（古動物博物館館長）
出品：中國科協科普部
監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
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