恐龙为啥一生都在“长个儿”

科学大爆炸 恐龙为啥一生都在“长个儿”

上园热河龙完整个体及胫、腓骨骨组织切片。

　　热河龙从幼年到亚成年5个个体的胫骨切片。研究团队供图

为什么像恐龙在内的爬行动物能够终生生长，而哺乳动物和鸟类成年后便不再生长，这和远古时期恐龙生长发育模式又有何演化关联？古生物学家从骨组织学角度对此有了最新解释。

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星、赵祺联合中国地质大学(武汉)韩凤禄、美国乔治华盛顿大学约瑟夫·史蒂格勒在共同完成的上园热河龙研究成果论文中，对这一问题作了相关论述，该论文已于前不久在线发表于国际学术期刊《古脊椎动物学杂志》。

研究认为，现代大多数哺乳动物的骨组织学结构具有以下特点：血管密度大，形态复杂，反映了早期快速生长，但是成年后在外侧发育密集的生长休止线，这些是停止生长的标志。

相应地，现代的爬行动物如鳄鱼、蜥蜴等骨组织学结构显示了以下特点：血管少，形态单一，每年形成类似树木年轮的生长(停滞)线，这些都表明爬行动物生长速率较慢，但却一直生长，因为并没有在外侧形成类似于哺乳动物的外周休止线。

据徐星介绍，上园热河龙成年体长1-2米，两足行走，擅于奔跑。此次中美合作研究，对热河龙5个大小不同的个体进行骨组织学研究，从骨组织显微结构可以看出，热河龙血管密集，形态多样，显示出较快的生长速率，显著快于现代的蜥蜴和鳄类等爬行动物。

同时，上园热河龙也有发育清晰的生长停滞线，骨龄估算表明，此次研究的上园热河龙个体死亡时年龄在0-5岁，5件标本可分为幼年早期、幼年晚期和亚成年期三个阶段。

徐星说，除生长线，此次骨组织学研究还获得了更多恐龙生理学成果——

首先，热河龙几岁能达到性成熟？

科研人员对现存的四足动物研究表明，它们在达到性成熟之后，生长速率会有一个明显的下降。这种生长速率的变化会在骨组织学研究中表现出来，包括生长停滞线间距显著变短，骨组织类型发生变化。

“这种变化在热河龙骨组织结构中也清晰地显现出来，但结果表明，热河龙性成熟的时间并不统一。”徐星和团队认为，这和一些现存的爬行动物相似，比如一些蜥蜴，也表现出雌雄个体性成熟时间不同的现象。而在鳄鱼中，雌雄达到性成熟是根据体型大小来定的，性成熟的时间也有一定的变化范围。因此热河龙的性成熟，可能和体型大小、两性差异以及环境变化相关。

其次，热河龙是否具有两性差异？

科研团队认为，在恐龙中区分两性差异比较困难。现存的鸟类产卵前，会在体内富集钙元素，在产卵期雌性个体骨组织结构中，有一层特有髓质骨，因此，如果在骨组织切片中发现这个结构，就能够准确地指示雌性个体，但热河龙中并未发现。

还有没有其他区分的办法？徐星说，在现存的爬行动物中，人们发现一些类群在性成熟之前雌雄个体具有相同的生长速率，但之后，它们速率不同造成了个体大小的不同。

还有一种情况，在性成熟之前，雌雄个体生长速率不同，雌性显著快于雄性或者相反。

“这次研究发现热河龙生长很不规律，但能发现两种情况，一种1岁前速率最快，之后是缓慢降低，另外一种情况是，前两年快速生长，而后显著变慢并出现板层骨。”徐星说。

科研团队认为，这可能反映出两性差异，但是由于样本太少，也可能是不同个体生长差异的表现，还需要更多的样本才能进一步确定。

这一最新研究还提到，环境和动物的行为方式能够直接影响爬行动物的生长速率，从而影响骨组织形态的变化。

徐星说，这次研究在最大的热河龙个体中发现“长骨中部横切片外侧发育板层骨和密集的生长线”，表明该个体经历了长时间的生长缓慢甚至停滞，而最外侧血管增多，表明生长有一定的复苏。

如何去解释这种现象？研究团队认为一种情况是环境的变化，恶劣的环境可能会造成生长的停滞，而环境变好，食物充足的情况下，则可以继续生长。

徐星说，恐龙的行为方式，对生长速率也有一定的影响，当恐龙达到性成熟的时候，很多恐龙产蛋，并有照顾后代的行为，这对恐龙本身也是一种能量的消耗，也可能会造成生长的长期变慢和停滞。

科研团队指出，热河龙的骨组织学能够反映环境的变化甚至行为方式的改变，但如何去区分这种成因，还需要更多证据和后续研究的支持。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源：中国青年报