研究显示让恐龙成为巨人的中空骨骼至少独立进化了三次 _恐龙

Gnathovorax cabreirai是一个herrerasaurid，在其生活的时期后不久就灭绝了。Credit: illustration: Márcio Castro
据美国物理学家组织网（by André Julião, FAPESP）：像公共汽车或五层楼那么大的恐龙，如果它们的骨头像我们一样又密又重，那是不可能的。像今天的鸟类一样，恐龙有中空的骨骼，内部结构被称为气囊，这使得它们的骨骼更轻，密度更低。根据科学报告中描述的一项研究，这些结构显然非常有利，以至于它们在恐龙和翼龙(飞行爬行动物)的进化过程中至少出现了三次。
“含有更多空气的低密度骨骼给了恐龙和翼龙[仍然给了鸟类]更多的血液循环氧气，以及更灵活的狩猎、逃跑和战斗，甚至飞行。文章的第一作者蒂托·奥雷连诺说:“他们不仅消耗了更少的能量，而且更有效地保持了身体的凉爽。” 。这项研究是他在坎皮纳斯州立大学地球科学研究所(IG-UNICAMP)博士研究的一部分。
奥雷连诺分析了晚三叠世(大约2.33亿年前)三个巴西物种的骨骼化石，这是恐龙出现的时期。所有的骨头都是最近几十年在巴西最南端的南里奥格兰德州发现的。
属于不同组的标本的详细知识和从它们进化的早期阶段开始的日期为理解某些特征何时发展提供了基础。在这种情况下，研究人员寻找气囊存在的迹象，气囊在地质上更近(也更受研究)的物种中很常见，如霸王龙或迅猛龙，并在今天的鸟类中发现，如前所述。气囊存在于脊柱附近的全身骨骼中。
计算机断层扫描被用来显示化石的内部结构。椎骨中的小空间被确定为静脉、动脉和骨髓的孔，可以看到肌肉和肌腱的连接点，但没有一个看起来能够作为空气室，空气可以通过它连续流动。
“三叠纪非常温暖干燥。现在的南里奥格兰德远离海洋，位于超大陆泛古陆的中心。在这种情况下，血液中循环的更多氧气将更有效地冷却身体，肯定会提供一个受欢迎的优势，以至于它至少独立进化了三次，”这篇文章的倒数第二作者、IG-UNICAMP大学教授弗雷西亚·里卡尔迪-布兰科说。

蜥脚类恐龙椎骨的微型计算机断层扫描(CAPPA/UFSM 0035) 。Credit: Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-25067-8
有气腔
分析的化石是由圣玛丽亚联邦大学(UFSM)的研究人员在2011年至2019年间在南里奥格兰德州圣玛丽亚附近一个名为夸塔·科洛尼亚的地区发现的。其中一些研究人员是这篇文章的合著者。
这些化石属于三个物种:Buriolestes schultzi、Pampadromaeus barberenai和Gnathovorax cabreirai 。前两种是蜥脚类恐龙，一组长颈恐龙，成为地球上最大的动物。第三种是herrerasaurid，最早的食肉恐龙之一。这个血统在这个标本生活的时期后不久就灭绝了。
来自南非、英国、美国和加拿大的研究人员在2021年发表的一项研究已经表明，另一种恐龙谱系鸟臀目恐龙也缺乏可能容纳气囊的结构。这个恐龙目可能出现得更晚，在侏罗纪时期(2.01亿至1.45亿年前)，包括流行的三角龙。
从鸟臀目恐龙、艾雷拉龙类恐龙和蜥脚类恐龙身上收集的数据显示，气囊在每一组中都是独立进化的。“我们发现没有一个共同的祖先具有这种特征。这三个群体一定都是独立发展出气囊的， ”奥雷连诺说。
其他有气囊的群体是翼龙(包括翼手龙)和兽脚亚目恐龙(包括霸王龙和迅猛龙，以及现存的鸟类) 。虽然他们是B. schultzi和P. barberenai的后代，但在长颈谱系中，空心骨只是后来才进化出来的。确切的时间还不知道。
“世界上最古老的恐龙在南美洲，只是在过去的二十年里才被发现，”Ricardi-Branco说。“需要进行更多这类研究，以展示那个时期的优势生物是如何应对比我们更温暖的气候的。”