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John Eiler用浸在液氮中的玻璃真空管路深冷净化用于标准化样本分析的气体。Credit: Lance Hayashida/Caltech

研究人员知道恐龙曾经统治着地球，但对于这些动物如何进行平衡能量摄入和输出的基本任务——它们的新陈代谢如何工作却所知甚少。现在，加州理工学院一个研究小组测量了范围广泛的恐龙的体温，提供了对这种动物可能如何调节其内部热量的了解。

这项研究由Robert P. Sharp(冠名)地质学教授兼地球化学教授John Eiler，和前加州理工学院博士后学者现加州大学洛杉矶分校的Rob Eagle领导，描述这一研究的论文在十月十三日发表在《自然通讯》期刊上。

该研究检察了蜥脚类恐龙的蛋壳，这类恐龙中包括一些曾经生活过的最大的恐龙，被称为泰坦巨龙，以及形似鸟类大小和你们人类差不多的窃蛋龙类恐龙的蛋壳。对蛋壳进行了分析，以确定其矿物结构中稀有天然同位素碳-13和氧-18的结合程度。这种稀有同位素的“聚集”先前已被证明依赖于矿物质形成的温度。这些蛋壳数据与相同研究小组的先前研究结果相比较，他们曾使用类似技术来研究蜥脚类恐龙的成长温度下，包括形似长颈鹿的长颈巨龙和名为圆顶龙的巨大草食恐龙。

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已清理好供研究用的一大坨泰坦巨龙蛋。Credit: Luis Chiappe, LA County Natural History Museum

蛋壳的同位素组成表明，较小的窃蛋龙类恐龙体温有32摄氏度，果断比现代哺乳动物和鸟类冷血。较大的泰坦巨龙类恐龙体温有38摄氏度，与先前从长颈巨龙牙齿中的发现没有差别，也类似于现代哺乳动物。这一发现，大型恐龙保持与我们类似的体温，而更小型的则更类似现代爬行动物，这对我们对恐龙生理的理解有一腚的影响。

现代哺乳动物如果是像调整内部恒温器一样调节自己的体温，就被描述为温血动物。在这个称为温血状态的过程中，温血哺乳动物利用自己内部功能产生的热量，而不是从环境周围吸取热量，而冷血的蛇或蜥蜴通过晒太阳吸收热量。从小鼠到人类到鲸鱼，温血状态在许多不同大小的哺乳动物中都比较相似。

“在小型恐龙中测得较低体温是表明它们中间至少有一部分比大多数现代哺乳动物和鸟类有着较低基础代谢的第一个证据，因此现代温血动物机制的产生并没有发生在这些恐龙中，”Eiler说。

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选定的样品装入自制的自动装置(左)，在那里它们与酸反应释放二氧化碳，并转移到质谱仪(右)分析。Credit: Lance Hayashida/Caltech

对于研究中的大型恐龙情况并不是很清楚。虽然Eiler和他的同事们发现他们有类似现代哺乳动物的较高体温，尚不知道这些动物是否真具有温血代谢或者仅仅因为巨大体型而变热——这种现象称为巨温性，它们相对其巨大体积具有较小表面积，热量散失面积也较小，因此热量被困在内部。“如果你体重80吨，你的问题就不是保暖——而是设法不要自燃着起来，”Eiler说。

研究中在检查过的各种恐龙物种中发现的大幅度体温范围表明“或者它们有一系列不同的代谢策略，或者它们都有低基础代谢，而大型恐龙仅仅是由于巨温性而变热。”

用于确定这些动物体温的技法由Eiler的小组最初在2011年构思并用于恐龙牙齿化石，并与他们以前开发的用于非生物矿物和分子的方法相关。称为成群同位素技术的该方法依赖于生物磷灰石中的稀有同位素测量，这种矿物质是生物生长出的碳酸钙，存在于骨骼、牙齿、蛋壳、及其它化石中。在2006年，Eiler的实验室量化了生物矿物中碳-13及氧-18取决于矿物形成时温度的不同聚集程度；这个关系随后被Eiler的小组和其他实验室用于检查多种矿物类型。

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“这是个很酷的想法，如果我有一个化石骨架，我就可以绘制出整个动物的体温，并想出它如何在体内再分配热量的生理模型，”艾勒说，“没有理由你不能这样做，除非骨头没有很好的保存下来。”

该团队的下一步是比较同一物种不同成熟阶段的化石。“也许一些恐龙在生命的不同阶段有不同的代谢策略，” Eiler说。

本文译自 Caltech，由 王丢兜 编辑发布。

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