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化石牙齿把霸王龙体温测定在约36摄氏度

三颗牙齿的团簇同位素给出36.3 ± 2.5摄氏度;同一沉积层五颗鳄类牙齿平均为30.9摄氏度。结果支持内温性,但不能代表所有恐龙。

Reconstrução ilustrativa de um Tyrannosaurus rex em paisagem pré-histórica; a imagem não representa os fósseis analisados no estudo.
图片: Pixabay / CC0, via Phys.org — imagem ilustrativa

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SUPER SCI-Z 编辑分析

三颗化石牙齿把霸王龙的牙釉质变成了一支保存了6600万年的温度计。分析估计其平均体温为36.3摄氏度,不确定度为上下2.5摄氏度。这个数值接近现生大型哺乳动物,直接支持这种兽脚类恐龙能够产生并保留代谢热。发表在《科学进展》的结果并非首次提出霸王龙是内温动物——依靠体内过程保持温暖——而是为这一观点提供了物理测量。

研究团队由Randy Flores领衔,并包括加州大学洛杉矶分校的Robert Eagle和Aradhna Tripati。他们检查牙釉质中稀有碳、氧同位素形成化学键的方式。这些“团簇同位素”键在矿物形成温度较低时更常见,在较高温度时更少。牙釉质在动物体温下形成,而且比骨骼更能抵抗化学改变,因此这些键的比例能够保留温度信息。

方法仍需从化石取样,但团队用十年时间把所需材料减少了约90%。低速钻从每颗牙齿取下约5毫克牙釉质。粉末经磷酸溶解释放二氧化碳,再由质谱仪测量气体中的同位素。两颗牙齿来自名为Thomas的青年成年霸王龙骨架,第三块牙齿碎片来自另一个个体;全部出土于蒙大拿州的地狱溪组。

同一沉积层的五颗古鳄类牙齿作为地质对照,给出的平均温度为30.9摄氏度,符合体温更依赖环境的外温鳄类。如果化石化过程给所有牙齿施加了相同化学信号,两组结果应趋于一致。两者的差异不能排除所有后期改变,却加强了测量信号仍含有生物成分的判断。

霸王龙估计值位于内温动物范围的较低端,接近大象,低于许多现生鸟类常见的约40至43摄氏度。研究组把该数值输入古气候模型,得到从墨西哥延伸至阿拉斯加的潜在适生范围。这与高纬寒冷地区发现的暴龙类化石相符,但体温不能测量奔跑速度、捕猎频率或确切食量;这些仍是生态推断。

进展在于方法和数值,并不意味着所有恐龙都可套用同一生理模式。样本只有两个个体、三颗牙齿和一个沉积地点,而不同恐龙支系很可能采用不同热调节策略。把同位素温度计用于其他物种、年龄和环境,才能判断36.3摄氏度是霸王龙的典型值还是其变化范围的一部分。目前,牙釉质提供了最直接证据:这种大型捕食者在热生理上更接近大象,而不是鳄鱼。

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要点

  • 三颗霸王龙牙齿通过牙釉质保存的同位素键给出36.3 ± 2.5摄氏度的平均体温。
  • 同一沉积层五颗鳄类牙齿平均为30.9摄氏度,有助于检验化石化造成的改变。
  • 结果支持霸王龙的内温性,但小样本不能推广到整个物种或所有恐龙。
主要来源Science Advances

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