研究結果稱恐龍把鼻子當成熱交換系統確保大腦不會過熱
史前時代地球的溫度要比現在高很多,因此大型重裝甲類恐龍不可避免的會在身體內部保留大量的熱量。那麼它們又是如何散熱的呢?一項最新研究結果表明,這主要歸功於鼻子中的熱交換系統,從而確保它們的大腦不會出現過熱現象。
包括人類在內的哺乳類動物和鳥類在鼻腔內都含有彎曲的骨頭和軟骨。通過增加肺部吸入空氣路徑上的表面積,使用身體溫度來加熱空氣。而事實證明重裝甲恐龍有更複雜的系統,它可以幫助冷卻大腦。
在Jason Bourke博士(來自阿肯色州立大學紐約理工學院骨科醫學院)的帶領下,一組科學家首先分析了兩種甲龍的化石頭骨–河馬大小的Panoplosaurus以及犀牛大小的Euoplocephalus。更具體地說,研究人員利用計算機斷層掃描(CT)掃描和計算流體動力學來模擬空氣如何在動物的鼻子中移動的。
他們發現雖然恐龍缺乏哺乳動物的鼻甲,但它們的長鼻狀鼻腔長度與鼻子的長度相同。研究任務當(相對)涼爽的室外空氣被吸入並沿著這些通道向下流動時,它從周圍動脈中較熱的血液吸收了大量的熱量。另一方面,當那些空氣通過那些相同的通道呼出時,它不會將大量的熱量傳遞回血液,因為身體加熱的空氣和血液的溫度相近。
這導致了通道周圍血液中的淨熱量損失,血液隨後靜脈輸送到大腦。另外,通道中水分的蒸發可能提高冷卻效果。為了測試他們的理論,科學家們使用計算機模型用短而簡單的鼻子取代恐龍的盤繞通道。事實證明,在這兩個物種中,這導致傳熱率損失超過50%。