让恐龙变巨人的空心骨骼至少独立进化了3次

如果恐龙的骨头像我们一样致密而沉重，那么它们就不可能像公共汽车或五层楼那么大。与现代鸟类一样，恐龙的骨骼是中空的，内部结构被称为气囊，这使得它们的骨骼更轻、密度更低。根据 FAPESP 支持并在科学报告中的一篇文章中描述的一项研究，这些结构显然非常有利，以至于它们在恐龙和翼龙(飞行爬行动物)的进化过程中至少 出现 了三次。

“含有更多空气的密度较低的骨头让恐龙和翼龙 [并且仍然给鸟类] 血液中更多的氧气循环，以及更敏捷的捕猎、逃跑和战斗，甚至飞行。他们不仅使用更少的能量，而且更有效地保持身体凉爽，”该文章的第一作者 Tito Aureliano 说。该研究是他在坎皮纳斯州立大学地球科学研究所 (IG-UNICAMP) 博士研究的一部分。

奥雷里亚诺分析了三叠纪晚期(约 2.33 亿年前)的三种巴西物种的骨骼化石，恐龙正是在这一时期出现的。所有骨头都是近几十年来在巴西最南端的南里奥格兰德州发现的。

对属于不同群体的标本的详细了解以及从它们进化的早期阶段开始追溯，为了解某些特征何时形成提供了基础。在这种情况下，研究人员正在寻找气囊存在的迹象，气囊在地质学上更晚(和更多研究)的物种中很常见，例如霸王龙或迅猛龙，并且如前所述，在现代鸟类中也有发现。在脊柱旁边的全身骨骼中都可以找到气囊。

计算机断层扫描被用来可视化化石的内部结构。椎骨中的小空间被确定为静脉、动脉和骨髓的孔，可以看到肌肉和肌腱的附着点，但似乎没有一个能够充当空气可能连续流动的气动室。

“三叠纪非常温暖干燥。现在的情况 南里奥格兰德州位于超大陆盘古大陆的中心，远离大海。在这种情况下，血液中循环更多的氧气会更有效地冷却身体，并且肯定会带来受欢迎的优势，以至于它至少独立进化了三次，”该文章的倒数第二位教授 Fresia Ricardi-Branco 说。在 IG-UNICAMP，以及 该研究参与的FAPESP 资助项目的首席研究员。

气动性

所分析的化石是圣玛丽亚联邦大学 (UFSM) 的研究人员在 2011 年至 2019 年间在南里奥格兰德州圣玛丽亚附近一个名为 Quarta Colônia 的地区发现的。其中一些研究人员是该文章的合著者。

这些化石属于三个物种： Buriolestes schultzi、 Pampadromaeus barberenai 和 Gnathovorax cabreirai。前两种是蜥脚类动物，这是一群长颈恐龙，后来成为地球上最大的行走动物。第三种是埃雷拉龙，是最早的食肉恐龙之一。在这个标本生活的时期之后不久，血统就灭绝了。

来自南非、英国、和加拿大的研究人员于 2021 年发表的一项研究表明，另一种恐龙谱系鸟臀目动物也缺乏可以容纳气囊的结构。这个恐龙目可能出现在较晚的侏罗纪时期(2.01 亿至 1.45 亿年前)，其中包括流行的三角龙。

收集到的关于鸟臀目、埃雷拉龙科和蜥脚类动物的数据表明，气囊在每一组中都是独立进化的。“我们发现没有共同的祖先具有这种特征。所有三个群体都必须独立开发气囊，”Aureliano 说。

其他有气囊的类群是翼龙(包括翼手龙)和兽脚类(包括霸王龙和迅猛龙，以及现存的鸟类)。虽然它们是B. schultzi 和 P. barberenai的后代 ，但在长颈谱系中，空心骨只是后来才进化出来的。确切时间尚不清楚。

“世界上最古老的恐龙在南美洲，而且是在过去二十年才被发现的，”Ricardi-Branco 说。“需要进行更多此类研究，以展示该时期的主要生物如何应对比我们温暖得多的气候。”