动物体积大小与恒温进化之间的关系

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来源：互联网
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2020-01-18
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兽脚亚目恐龙曾是海边的捕食者和清道夫。

恒温动物的进化是脊椎动物进化历史上的重大转折之一。它为群体间的趋同进化提供了范例。然而，鸟类和哺乳类动物的恒温性进化时间及其过程仍然存在争议。

研究人员将传热模型和兽脚亚目食肉动物的体型数据结合起来，建立了代谢率与鸟类支系进化的联系。结果表明，在降低能量需求的同时缩小体积是最有利恒温的进化方向。

研究人员由此推测，在1.8亿至1.7亿年前，新陈代谢水平随着体积的缩小而增加，将导致兽脚亚目动物代谢水平在进化过程中呈现梯度变化。虽然早期物种代谢水平较低，但近期的非鸟类支系代谢水平有所改善。

该分析为长羽毛会飞的温血小型恐龙的进化转变提供了一个初步的时间链。

虽然有几类无脊椎和脊椎动物体温能够升高到高于环境温度，但是只有鸟和哺乳动物能够通过体内产生的热量来维持较高且恒定的体温，这是它们广泛适应各类环境的关键。但这种生存策略的能量代价很高，且在化石记录中没有任何实质的证据。因此在脊椎动物进化过程中，恒温动物的进化速率和模式仍有争议。

兽脚亚目动物小型化及恒温性的进化促进了鸟类的出现。

为了解鸟类和哺乳动物恒温的起源和原因，科学家提出了两个问题，这种进化策略的成本和收益是什么？哪些条件有利于向恒温进化？Rezende等用传热模型解决了这些问题。他们通过量化生物可占据的热量生态位及其扩展来估算恒温的净收益，然后参照冷血祖先计算温血后代恒温生活方式的成本。正如进化生物学家Bran K. McNab提出的那样，当结合体型大小数据来进行计算时，小体型减少了动物恒温进化的能量消耗。

兽脚亚目动物代谢水平和热生态位重建。

该团队将这种传热模型与系统发育和体型重建相结合，揭示了鸟类及其祖先的恒温性进化过程。他们发现冷血祖先体型越大越容易往温血动物进化。在小型化过程中，巨大体型带来的能量成本被转换来维持恒温。研究人员通过对不同阶段兽脚类动物代谢率及体型的分析，用鸟类进化支中身体缩小的特殊比率，进一步证明了中生代恐龙适应性辐射的完整生态位模型，但他们并没有提出合适的进化假说来解释这一现象。