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温血:进化未解之谜 如果你现在就停止吃东西，将活不过几天，然而一只鳄鱼要是停止进食，却能活上一年还多。为什么会有这么大的差异？因为你需要消耗食物来产生热量，维持体温，而鳄鱼并不需要；换句话说，你是温血动物，而鳄鱼是冷血动物。 在自然界，只有哺乳动物和鸟类才是温血的，而像昆虫、鱼类和爬行动物都是冷血的，它们的体温会随着环境温度的变化而变化。动物进化出温血，这至今依然是生物学上一个很大的谜。的确，温血会带来很多好处，比如在寒冷的环境中保持活力；偎依在母亲温暖的怀抱里，小宝宝们会感觉更加舒适，等等。 但问题是，如果像许多动物一样，只有当需要的时候，才让身体发热，或者有选择性地只让身体的某个部位发热，那将能够给你带来更多的好处。在这种情况下，你对食物的需求量将大为减少，你就不必不分昼夜忙于觅食了，因此也减少了种种危险。 举例来说，棱皮龟只有在游泳的时候才设法去保持自己的体温，使之只比海水温度高10℃多一点，这样，比起别的海龟，它们能潜到更深、更冷的海水中捕食；而旗鱼在捕食的时候，只选择性地让自己的眼睛和大脑保持温暖；一些鲨鱼和金枪鱼呢，则只让身上那些负责远距离游泳的肌肉温度稍高于水温；甚至一些昆虫，像天蛾，都能够做到只在它们需要的时候才产生热量。 而大多数鸟类和哺乳动物则不同，它们几乎要一天24个小时保持着体温。对于哺乳动物，它们的平均体温是37℃，对于鸟类，则是40℃。两者的体温一般都远高于环境的温度。为了维持这么高的体温，付出的代价可不菲。一些温血动物一天内不得不吃的食物量，对于同样大小的冷血动物来说，就够吃一个月了。看来这真是一种铺张浪费的生存方式。 生物学家们一直在试图理解为什么动物会温血的。传统的解释是，这是小型食肉动物为了那种更需活力的捕猎生活进化而来的。但2008年，荷兰生态学家马歇尔·卡拉森提出一个全新的观点，认为温血是动物由食肉向食草过渡时，为了平衡营养需要而进化来的。这个观点不仅能够解释动物为何会有温血，而且还能解释关于恐龙的一个由来已久的谜团（见超级链接：恐龙为什么长那么大？）。 食谱变化 让动物变温血？ 我们知道，动物对营养的需要是多方面的，碳、氮、氧、磷……等元素，一样都不能少。但对于食草类动物，有一个众所周知的问题，即如何获得足够的氮，因为氮是制造蛋白质、DNA和RNA必需的元素。实际上，你要是只吃树叶，那么只会得到太多的碳，而氮却依然匮乏。不妨打个比方，如果1篮草能满足你一天需氮量的1/5，那么你一天吃5篮草就可以了。但你怎么处理吃下去的多余的碳呢？一种很简单的办法，那就是“烧掉”，即把它转化成二氧化碳通过呼吸排出来。在“烧”的过程中，不可避免要产生大量的热，而这就是温血的由来。 如此看来，温血是动物从食肉型向食草型转变的过程中，为了保持氮平衡而进化来的。保持营养平衡曾经是动物进化的一个很大的驱动力，但这一点通常被人们忽视。那有没有化石记录为证呢？ 在地质史上，大气中二氧化碳的浓度开始下降，主要是由于具有更发达根系的开花植物使岩石风化得更快造成的，因为这一过程吸收了大气中的二氧化碳。在整个白垩纪，由于开花植物的兴起，二氧化碳的浓度几乎下降了一半。 含氮更丰富的开花植物的出现（在此之前是蕨类等裸子植物），对于一些恐龙来说，就有了食草为生的可能。在时间上，开花植物的兴起正好与像犹他镰龙之类的兽脚类恐龙由食肉型向食草型转变的时期重合。至关重要的是，这类恐龙与鸟类在血缘上非常亲近，而鸟类是温血动物。由此看来，“剧情”梗概大概是这样：随着开花植物的兴起，包括鸟类的祖先在内的一些小型恐龙开始转向食草型，与此同时也由冷血转变为了温血。 遗憾的是，目前化石还不能提供确凿的证据来证明这一点。早期的哺乳动物物，比如二齿兽和犬齿兽，在大约2亿年前的三叠纪已经进化成了温血动物。如果它们都是食草的，那或许能作为一个有力的证据，但可惜它们有一些是食草型的，有一些却是食肉型的。这样，我们得上溯到它们更早的祖先，看看它们的食物类型才能做出判断，但目前并不清楚更早的祖先是谁。 过去，多数理论认为温血最先是在小型食肉动物身上进化出来的。而这项新理论所持的观点却恰恰相反。如果新理论所说的是正确的，那么我们今天之所以温血，就是拜赐于那些植物性的食物呢。 恐龙为什么长那么大？ 蜥脚类恐龙，像雷龙，是地球上有史以来最大型的动物。最重的大约100吨，最长的，从头部到尾巴，大概60米。 它们为什么长这么大长久以来是一个谜。2002年，一位南非生态学家提出一个观点，认为这源于它们饮食结构的缺陷。 在侏罗纪，食草的恐龙要想获得足够的氮，遇到一个很大的问题。那个时候，大多数植物的氮含量都比较低，而空气中二氧化碳的浓度却差不多比现在高10倍。 在那种环境下，长成大块头有一个好处，即当动物块头变大之后，它的新陈代谢率就下降了，与之一起下降的还有生长速率。这样一来，对食谱中氮的需求量就减少了，于是单纯依赖于植物性食物生活就有了可能。 幼年期的蜥脚类恐龙，当处于长身体的时候，在它们所吃的食物中必定要补充少量的肉，甚至可能还有真菌类，因为这些食物都能补充氮。然而，一旦它们长成巨无霸，就只好完全依赖于含氮低的树叶为生了。 除了氮，其实蜥脚类恐龙还面临磷摄入不足的问题。 为了支持其体重，这些巨无霸们比起小型动物来，需要更粗壮的骨骼，这意味着它们需要更多的磷，因为健康的骨骼是由一种叫羟磷灰石的骨盐组成的。那些生长迅速、高大的植物一般富含磷，所以蜥脚类恐龙或许要靠吃这些大树的叶子来摄取足量的磷。而为了吃到大树的叶子，它们自己不得不长得更高。
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