“胖子怕热”尽管是日常戏弄人的一句话，但对某些大块头的生物来说这可真不是闹着玩的。体型的增大，代表着体表面积与体积比值也会相对缩小，因而体内的热量就会难以发出出去。所以假如真的有伟人存在，那他的身体必定是浑身发烫的。
浑身冒烟的伟人｜《进击的伟人》
伟人尽管只存在于神话傍边，但远古的地球上，的确存在过庞然大物——恐龙。它们有着庞然大物的身躯，以拔山倒树之姿，称雄了温暖乃至少许酷热的中生代大陆。透过化石，咱们往往惊叹于演化对恐龙体型所带来的美妙改变，但这一起也猎奇一个问题——它们是怎么处理散热难题的?
执念于恐龙散热的研讨团队
动物身上有许多结构对温度的改变十分灵敏，尤其是大脑这种需求耗费十分多能量的器官，假如头部有过多的温度无法发散，高温或许会导致蛋白质蜕变或降解，也便是传说中的“烧坏脑子”。这会严峻威胁到生物的生计，乃至导致逝世。
体型较小的动物，表面积/体积比值大，简单散热，加上它们也简单躲避到阴凉处或挖洞钻到地下，体温过热对它们并不是太严峻的问题。但关于身长数十米，体重到达几十吨的大型恐龙来说，除了“问心有愧”（没有阴凉的窟窿能够钻）外，硕大的体型也难以排出热量，积储的体温乃至或许上升到危及生命的程度。那么，它们究竟是怎么应对中生代的酷热的？
最近，宣布在《解剖学纪录》(The Anatomical Record)的一篇文章，就企图解开这个疑团。来自美国俄亥俄大学的鲁格·波特（Ruger Porter）以及劳伦斯·威特默（Lawrence Witmer），透过重建恐龙头部血管的散布形式来解析大型恐龙散热的战略[1,2]。
这其实不是他们第一次测验破解恐龙的生理结构和体温调理等相关问题。2014年，这个课题组就对肿头龙类的剑角龙(Stegoceras)头骨进行过相似研讨[3]。他们对这类恐龙的头骨进行CT扫描以了解鼻腔的内部结构，并透过计算机仿真气流流经的改变以及和现生爬虫类的呼吸道比对来重建或许的呼吸道结构。他们由此发现，肿头龙类的呼吸道结构或许和脑部散热的功用有必定相关。
美国俄亥俄大学的鲁格·波特博士和劳伦斯·威特默博士。周围是他们研讨的恐龙头骨模型｜witmerlab
气流在剑角龙鼻腔内的压力及速度散布图：图中模拟了它们的鼻腔结构，色彩越红代表有越高的气流压力及速度｜参考文献[3]
2018年，这个小组将目光转移到有陆地坦克之称的甲龙类身上[4]。甲龙类恐龙有着杂乱的鼻腔通道，而他们将甲龙类的甲冑龙(Panoplosaurus)及包头龙(Euoplocephalus)进行与气流相关的计算机仿真后，确认了这个结构与热能的传递有关，并能协助它们节约能量的耗费以及保持脑内热能的安稳。
甲龙类有着杂乱的呼吸道体系。图为包头龙｜参考文献[4]
而就在本年7月，课题组的成员打起霸王龙以及其他一些恐龙脑袋的主见[5]。在对化石进行调查研讨以及和鳄鱼等近亲彼此比对并进行计算机仿真后，他们发现霸王龙头骨顶上的上颞孔以及周边的血管对体温调理起到重要的功用。
霸王龙、鳄鱼的上颞孔还担任体温调理的重担｜参考文献[5]
而在这篇最新宣布的文章里，研讨者们用广泛且更量化的研讨，显示出不同品种大体型恐龙的体温调理战略。
谁说胖子都一个样?
想要排出剩余的热量，最有用的办法便是依托蒸腾。在咱们日子中无论是空调的冷却或是咱们的汗流浃背，这都是经过水蒸气蒸腾时带来的凉快来避免过热。而想要让大脑“镇定”下来，就有必要找到能够让水气冷却蒸发的通道，例如眼睛、鼻孔和嘴巴都是有利的替补[2]。因而追寻经过这些区域的血管就成了研讨的要害。
为了更精确地重建出恐龙血管的走向和散布，该团队除了运用CT来检测恐龙头骨外，一起用现生鸟类和爬虫类的身体结构来进行比对。重建恐龙生理结构后的研讨结果发现，这些大型恐龙并不是仰赖一个“公例”来散热，而是各自发挥不同的身手。
将化石与现生的类群进行比对，能够调查颚骨上孔洞的形状了解经过口部区域的血流巨细｜参考文献[1]
研讨结果发现，肿头龙类的剑角龙头部的血管散布比较均衡，并没有在特定散热区域添加血流的状况，这或许是因为这种恐龙的体型仅跟山羊差不多大，因而没有火急的散热需求[1]。而体型硕大的甲龙类和蜥脚类恐龙就发现了血流在特定区域增多的趋势。
在体型大如坦克的甲龙类包头龙的头部骨骼中，就发现了血流添加的区域会集在鼻腔的方位；而在梁龙(Diplodocus)及圆顶龙(Camarasaurus)等体型超越重型货车的蜥脚类恐龙中，动辄数十米的身躯和数十吨的体重，则需求更多的散热方法，因而它们除了鼻孔外，口腔也是血流加强的首要区域[1]。文章作者的波特更在采访中表明，“在恐龙年代，气喘吁吁的蜥脚类恐龙或许是个常见的光景！[2]”
为了散热，梁龙或许要常常叹气 | witmerlab
我一开口就“凉”了!
说到恐龙年代，天然不能少了很多闻名的肉食恐龙，例如霸王龙，它的体长达12米，体重也有10多吨，必定符合称为巨型恐龙了。但奇怪的是，对霸王龙以及同为巨型肉食恐龙的玛君龙(Majungasaurus)头部的血管竟然和小型恐龙相同，没有特别会集散热的区域[1,2]，那它们究竟是怎样避免热休克的呢?
其实这类大型兽脚类恐龙还有另一个隐秘武器，便是它们吻部有着巨大的眶前孔(在眼眶之前，鼻孔之后的一个大孔)，里边有着兴旺的气窦。在曩昔的研讨现已证明，这个气窦有丰厚的血管经过[6,7]，因而这也是个帮脑筋降温的强壮管道。也便是说，每逢兽脚类恐龙一张金口后，这个区域就像个风箱相同让气流循环经过，让流经此处的丰厚血流网络得以降温。
右上角异特龙(Allosaurus)的嘴巴张合时，能够看到气窦的煽动。许多肉食兽脚类恐龙都有显着的气窦，如左方的霸王龙和右下方的玛君龙，这个气窦能够协助这些残酷的恐龙降降温 | witmerlab
总结来说，不同类群的大型恐龙都有不同的战略来降温，例如甲龙类使用鼻腔、蜥脚类除了鼻腔外还喘大气、而兽脚类恐龙则使用煽动的气囊来避免脑袋烧坏。作者也说到，未来期望能够扩展研讨范畴，研讨下鸭嘴龙或三角龙等其他类群的大型恐龙[2]。
别的，研讨者们还供给了在线的一个大型恐龙头颅内部结构的3D模型，感兴趣的朋友能够登录相关网站，亲身钻进恐龙的脑袋里，探求它们不被烧坏的隐秘。
传送门：
https://sketchfab.com/3d-models/dinosaur-vascular-anatomy-thermal-physiology-ce6163daf99c4947956386049416fe67
作者：廖俊棋
修改：Yuki
排版：凝音
题图来历：侏罗纪公园
参考文献：
[1] Porter WR, Sedlmayr JC, Witmer LM. 2019. Vascular patterns in the heads of crocodilians: Blood vessels and sites of thermal exchange. Anat Rec 229(6). DOI: 10.1111/joa.12539
[2] ATHENS, Ohio (Oct. 16, 2019). New study shows huge dinosaurs evolved different cooling systems to combat heat stroke. OHIO UNIVERSITY. (https://www.eurekalert.org/emb_releases/2019-10/ou-nss101019.php)
[3] Bourke JB, Porter WR, Ridgely RM, Lyson TL, Schachner ER, Bell PR, Witmer LM. 2014. Breathing life into dinosaurs: tackling challenges of soft-tissue restoration and nasal airflow in extinct species. Anat Rec 297:2148–2186.
[4] Bourke JM, Porter WR, Witmer LM. 2018. Convoluted nasal passages function as efficient heat exchangers in ankylosaurs (Dinosauria: Ornithischia: Thyreophora). PLoS ONE 13(12):e0207381.
[5] Holliday, C. M., Porter, W. R., Vliet, K. A. and Witmer, L. M. (2019), The Frontoparietal Fossa and Dorsotemporal Fenestra of Archosaurs and Their Significance for Interpretations of Vascular and Muscular Anatomy in Dinosaurs. Anat Rec. doi:10.1002/ar.24218
[6] Witmer LM. 1997. The evolution of the antorbital cavity of archosaurs: a study in soft-tissue reconstruction in the fossil record with an analysis of the function of pneumaticity. J Vert Paleontol 17 (Suppl. 1):1–76.
[7] Sedlmayr JC. 2002. Anatomy, evolution, and functional significance of cephalic vasculature in Archosauria. (PhD Dissertation). Athens, OH: Ohio University.
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