恐龙独特的骨骼结构是承受重量的关键

鸭嘴龙，又名鸭嘴龙，体重可达 8,000 磅，是地球上最大的恐龙之一。这些四足、食草、脖子很长的恐龙的骨骼是如何支撑如此巨大的重量的？

新研究最近发表在PLOS ONE给出了答案。古生物学家之间的独特合作，机械工程师和生物医学工程师发现，骨小梁结构鸭嘴龙和其他几种恐龙具有独特的支撑大重量的能力，与哺乳动物和鸟类不同。

南卫理公会大学的古生物学家、这项研究的作者之一托尼·菲奥里洛说：“我们研究的骨骼内部形成的骨小梁或海绵状骨的结构在恐龙中是独一无二的。”菲奥里洛说，骨小梁组织围绕着骨骼内部的微小空间或孔洞，就像你在火腿或牛排骨中看到的一样。

“与哺乳动物和鸟类不同，骨小梁“随着恐龙体型的增大，骨骼厚度不会增加，”他说，“相反，骨骼密度会增加。如果没有这种减轻体重的适应性，骨骼结构支撑鸭嘴龙所需的材料非常重，恐龙移动起来会非常困难。”

该跨学科研究团队利用工程失效理论和异速生长理论（描述生物特征如何随尺寸变化）分析了恐龙化石远端股骨和近端胫骨的 CT 扫描。

该团队由美国国家科学基金会极地项目办公室和美国国家地理学会资助，是第一个利用这些工具更好地了解灭绝物种骨骼结构的人，也是第一个评估恐龙骨骼结构与运动之间关系的人。他们将自己的发现与亚洲象等现存动物和猛犸象等灭绝哺乳动物的扫描结果进行了比较。

“了解恐龙骨小梁结构的力学原理可能有助于我们更好地理解其他轻质致密结构的设计，”该论文的第一作者、科罗拉多州立大学机械工程专业博士生特雷弗·阿吉雷 (Trevor Aguirre) 表示。

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这项研究的想法始于十年前，当时塞思·多纳休 (Seth Donahue)（现为马萨诸塞大学生物医学工程师、动物骨骼结构专家）受邀参加由菲奥里洛和其他有兴趣了解古代北极恐龙生活的同事举办的阿拉斯加学术会议。在那里，菲奥里洛第一次了解到多纳休使用 CT 扫描和工程理论来分析骨现代动物的结构。

“在科学领域，我们很少会有灵光一闪或‘啊哈’的时刻，”菲奥里洛说。“相反，我们通常会有‘啊哈？’这样的时刻，这些时刻往往与我们的设想相去甚远，反而会产生问题。”

应用工程理论分析恐龙化石，以及随后对恐龙如何独特地适应其巨大体型而产生的新认识，都源于那次会议上的一个“嗯？”瞬间。