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雷克斯霸王龙是个懒鬼

大型兽脚亚目恐龙的一个自然奇观是它如何保存能量。

近几十年来,在我们对恐龙不断进化的理解中,雷克斯暴龙有了新的角色。马克·麦克纳马拉著

在我们对恐龙不断进化的理解中,雷克斯暴龙在近几十年有了新的角色。它总是专横、异常敏捷的两吨重的庞然大物,在酒吧黑暗的尽头化身为一个瘦削、灰脸的枪手,一个没有灵魂的生物,拥有敏锐的嗅觉、良好的视力、令人惊讶的柔韧皮肤和香蕉大小的牙齿。再来尝尝三角龙的味道,它把三角龙的头扯下来,然后用较小的门牙咬掉褶边后面的软肉。

它的新形象暗示了它温柔的一面,一个恶魔但最终不是精神病,只是一个被误解的长着羽毛的普通人。从字面上看,它身体的不同部分,主要是背部,比如鬃毛,无论它在哪里,从进化的角度来说,这是一种“奢侈”。尽管对于雷克斯霸王龙还有些推测,但可以肯定的是在其近亲身上发现了羽毛,包括生活在中国的30英尺长的朱成龙。古生物学家发现完整的柔和的不同颜色的羽毛,羽毛和推测,而显然没有预示着飞行,或展示恐吓捕食者因为没有霸王龙,羽毛可能已经显示,孔雀影响,好像在说,“嗨,我是性感的女孩或人?”顺便说一句,人们发现的一些最大的雷克斯霸王龙是雌性的。

追捕猎物是件危险的事。最好有一副能让你像随意觅食的人一样捕猎的身体。

现在,除了这幅最新的肖像,对霸王龙这样的兽脚亚目恐龙的体格有了新的了解,以它们中空的骨头、三趾的四肢和长长的后腿为特征。对于小型兽脚亚目恐龙来说,比如鸡大小的Comsognathus(在希腊语中是“精致”的意思),瘦长的四肢帮助它像恶魔一样奔跑,找到早午餐,并逃避成为早午餐。但事实证明,这一特征并不适用于其他体型庞大的兽脚亚目恐龙。可以肯定的是,长腿帮助雷克斯霸王龙在50到100码的奔跑中达到每小时30英里的速度,这与电影中纳斯卡赛车的速度差远了,《侏罗纪公园》.但一项名为“快速与节俭”的新研究,1削弱了霸王龙疯狂吞噬劳拉·邓恩的形象。雷克斯霸王龙进化出了长腿,以一种冷静的步态在其栖息地漫步,以保存其“能量预算”——庞大的身体需要大量的燃料——并帮助这种“既高效又优雅”的大型兽脚亚目恐龙统治了200多万年。直到一颗不幸的小行星降临。

《快速与节俭》(The Fast and The Frugal)一书的主要作者亚历克斯·德凯奇(Alex Dececchi)在最近的一次采访中慷慨地花费了大量时间和见解,对他来说,霸王龙高效的步态承载着更重要的信息。“我们没有无限的资源;我们正在尽力做到最好,”Dececchi说。“这是大自然真正擅长的。它非常善于节约和减少超额成本以达到目标。我们应该回过头来看,‘好吧,大自然是怎么做到的?’”


Dececchi是一名古生物学家,他是南达科他州马蒂山学院的生物学助理教授。这是一所本笃会学校,有一个女修道院,但在教员名单上仍然有越来越少的修女。Dececchi是一个小型自然科学系的一部分。他说,雷克斯霸王龙巨大的身体和细长的四肢的进化都与狩猎有关。但不是你想的那样。追捕猎物是件危险的事。最好有一副能让你像随意觅食的人一样捕猎的身体。

“大多数狩猎都以失败告终——只有25%的人成功了,”Dececchi说。“你投入了大量的精力,却一去不复返。如果你能通过正常的狩猎和搜索,节省那一点点能量,那么你就不需要那么多的狩猎了。当你真正把东西弄下来的时候——记住,把猎物弄下来通常是一个危险的过程——你受伤的风险会小一些。这样做的结果是,你可以在困难时期坚持得更久一些,也减少了自己的风险。”

Dececchi补充道,保存能量是一种有价值的生存特性,“特别是当你正在经历一段艰难的时期,或者随着年龄的增长。”你仍然需要狩猎,你可以在狩猎中节省能量,或者如果你只是节省能量,那么这些能量就可以用于其他用途。也许它会让你在交配季节或击退对手时变得更强壮。你还有那一点点额外的保留,你可以要求的。”

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基因之外的遗传

以下摘录自罗素·邦杜里扬斯基和特洛伊·戴合著的《延伸遗传:对遗传和进化的新理解》。基因编码生物所有可遗传特征的想法一直是遗传学的基本原则。阅读更多

有趣的是规模和效率之间的正相关关系。在另一项研究中,Dececchi正在对具有相似骨骼结构的跳鼠和袋鼠鼠进行比较。“它们跳跃的天性可能是因为它们太小了,如果有东西袭击它们,它们必须快速逃离。当你很小的时候,速度就会成为你的首选。生存的总成本比节省一点能量更重要。对他们来说,对于非常小的东西,速度可能是比效率更大的选择压力。”

可以理解的是,人们选择长腿是因为它们的速度。但是进化的过程是不可预测的。“我们可能会观察动物的生长,然后说,‘好吧,它们的腿比这个家伙长,所以它们肯定跑得更快,’”Dececchi说。“但不行,它们太大了,速度不成问题。肯定有别的解决办法。”这个解决方案就是提高能源效率。例如,狼没有理由追逐驼鹿;他能做到,但有很多猎物更容易捕捉。雷克斯霸王龙也是如此。它稳健的步态使它能在一天内广泛活动,捕食角龙和鸭嘴龙等较小的恐龙,而且,与它的凶猛名声相反,有时还以腐肉为食。 T. rex also hunted in packs, allowing it to corner and kill some of the smaller and faster dinosaurs. The big theropod consumed over 400 pounds of meat per day. As a forager, it was able to gain several more tons of meat per year than it would have as a sprinting hunter.

这一新发现使霸王龙成为日常生活的真实生物,而不仅仅是抽屉里的骨头。

当然,成为这片土地上的国王和女王是有帮助的。Dececchio说:“你不想使用像自信这样的人类情感,但是霸王龙可能并不害怕周围的任何东西。”“当成虫和次成虫进入一个区域时,它们只是看看周围有什么,不会小心翼翼。他们试图测量环境,找出适合狩猎的好地方,适合睡觉的地方。他们不会担心其他任何事情。”

然而,Dececchio指出,自然选择并不总是注重效率。性选择有时会起主导作用。我想到了鸟类,尤其是当雄鸟色彩鲜艳,而雌鸟颜色单调的时候。“你在一英里外就能发现雄鸟,”德凯奇说。“它怎么不被食肉动物吃掉?”很多都是,但实际上交配的成本还是值得的。在这些情况下,效率被搁置一边。对于许多平凡的、功能性的日常任务,效率往往是你最大化的东西。一旦你超过了最小阈值,比如你需要能够走路,或者你需要能够跑步,效率就会接管一切。这是一件日常的苦差事。”


T巨型兽脚亚目恐龙的节能习惯对古生物学家来说是一个启示,至少对德凯奇来说是这样。这有助于揭开雷克斯霸王龙日常生活的神秘面纱。“我们从其他研究中知道,这些恐龙有敏锐的感官,”Dececchi说。“它们可以探测到几英里外的猎物。如果你知道它们的能量学,你也可以算出一个区域内有多少猎物。你可以说,‘好的,他们是跟着牛群吗?难道他们在原地不动,任凭牛群来到他们面前吗?“所以,对于所有这些事情,我们可以开始根据它们的能量学来理解。它使他们成为日常生活中的真实生物体,而不仅仅是抽屉里的骨头。”

Dececchi对恐龙的研究让他把进化看作是一个细微差别的问题,一个雕刻的过程,一个缓慢的揭示,对他来说,这让他想起了米开朗基罗在佛罗伦萨学院美术馆的雕像。“在很多方面,这就是进化的本质,不断剔除外部因素,直到形成一个核心,这个核心具有这些特征。就像雕刻家一样,你不会取一块大理石,然后在中间再加一块。你从你所拥有的东西中剥离出来。想象一代霸王龙出来。显然,不是所有的婴儿都能活下来。这一代人将被一点点蚕食,东西被夺走;有时纯粹是偶然事件,比如地震,洪水,火山爆发。有些特质会被打破。”有些人会受到青睐,有些人则不会。

在霸王龙的进化和能量守恒中有一个关于人类的故事。Dececchi说,我们应该讨论小变化的好处,“通过对短期极端行为的长期效用的改进;也就是说,让它持久而不是快速。这不是一个新概念;见鬼,这就是过去家里做东西的时候,或者我们不买新的东西,而是自己修理东西的时候。我认为它需要卷土重来。随着我们开始看到资源使用对环境的越来越多的影响,我们需要开始更多地考虑几年、几十年乃至一个世纪的尺度,而不是几小时、几天、几周的尺度。也许工程师们可以从大自然中寻找灵感,不仅仅是制造出飞行速度最快的机器狗或会奔跑的机器狗,还可以研究如何制造出能在未来几年日复一日工作的产品。”


马克·麦克纳马拉(Mark MacNamara)是北卡罗来纳州阿什维尔的作家。他的文章鹦鹉螺包括“我们得谈谈泥炭”和“无法破解的密码的艺术家”。


参考文献

1.快速和节俭:分歧型运动策略驱动兽脚亚目恐龙的肢体延长。《公共科学图书馆•综合》15e0223698(2020)。


铅图像:metha1819 / Shutterstock

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