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第八章 热血冲破能量的藩篱（第9页）

鸟类的肺和我们的很不一样，它们的肺在低海拔地区比我们的效率高，在高海拔地区的效率更是高出许多。

在空气稀薄的地方，鸟类的肺可以榨取比哺乳类多两三倍的氧气。

因此，迁移中的雁可以飞到比珠穆朗玛峰还高好几百米的高度，而哺乳类在比这低很多的地方就已经上气不接下气了。

人类的肺的构造有点像一棵中空的大树。

空气会由中空的躯干（就是气管）进入，接着一直分杈，最后到达一条死巷般的细枝（微气管）。

不过这个细枝的终点，倒不是死路，而是长满了可以半膨胀的气球，也就是肺泡。

肺泡壁上布满细致的网状毛细血管，这里就是气体交换的场所。

血红蛋白会在离开这里之前释放出二氧化碳，然后抓住氧分子迅速带回心脏。

整套气球系统在呼吸时，会像风箱一样充气膨胀或泄气扁掉，呼吸的动力则是来自周围肋骨上的肌肉，和下方的横膈膜肌肉。

这种构造有个无可避免的缺点，就是在这些树枝状死巷的终点，空气很难流通，而这里恰恰是最需要新鲜空气的地方。

就算吸进来的空气是新鲜的，它们也会直接和正要被呼出去的不新鲜的空气混在一起。

图8.1　鸟类在吸气（上图）和呼气（下图）时的气流。

图中气囊名称：1.锁骨气囊；2.胸前气囊；3.胸后气囊；4.腹气囊。

空气会持续从同一个方向通过肺部，而血液则向相反方向流，这种逆流气体交换可以提高效率。

数十年来在学术领域里争执不休的问题是，兽脚类的恐龙有哪一种肺？是像鳄鱼那种活塞式（因为肝脏和横膈膜连在一起，又称肝活塞式），还是像鸟类那种直流式？要知道鸟类的气囊分布区域，不仅限于腹腔和胸腔的软组织，甚至还进入了骨骼中，包括肋骨和脊椎骨。

而我们一直都知道，兽脚类恐龙的骨骼是中空的，区域分布也和鸟类一样。

在20世纪70年代，激进的美国古生物学家罗伯特·贝克就根据这个证据，加上其他佐证，重新把恐龙塑造成是活跃热血的动物。

这个革命性的观点给作家迈克尔·克莱顿提供了灵感，写成小说《侏罗纪公园》，后来被拍成电影。

而鲁本和他的同事，则根据一两个化石中依稀可见但备受争议的横膈膜活塞痕迹，建构了另一种比较接近鳄鱼的恐龙版本。

鲁本他们并不否认兽脚类恐龙骨骼中会有气囊，不过却不认同这些气囊的功用。

他们认为这些气囊并非用来呼吸，而是另有他用，比如减轻重量，或者可能是两足站立的动物用来维持平衡的工具。

因为没有更新的数据，这些争执持续不断，僵持不下。

直到2005年，由美国俄亥俄大学的帕特里克·奥康纳与哈佛大学的里昂·克莱森共同在《自然》上发表了一遍文章，才暂时平息了这场争论。

这篇文章算是非常重要的里程碑。

奥康纳与克莱森试着把他们的发现，应用在兽脚类恐龙的骨骼化石上，包括巨大的玛君龙，这种大型兽脚类恐龙充其量只能算是鸟类的远亲。

过去大部分研究的重点，都放在化石前半部脊椎以及肋骨上，这次他们特别注意化石后半部脊椎里的空腔，因为这是兽脚类恐龙腹腔内曾有过气囊的证据，而他们真的在对应于鸟类骨骼的位置上，找到了空腔。

另外，根据脊椎、肋骨和胸骨的解剖学资料，这些空腔符合构成呼吸泵的条件，胸骨和下肋骨非常灵活，可以让尾部胸气囊压缩，像鸟类一样将空气由后方注入肺部。

所有的证据都指出，兽脚类恐龙极可能和鸟类一样，有着全部脊椎动物里最有效率的呼吸系统（见图8.2）。

图8.2　重建恐龙的气囊系统与现代鸟类对比。

在两种动物体内，肺脏都由前气囊与后气囊支持。

恐龙骨骼中的痕迹和现代鸟类的非常相似。

这些气囊运作起来就像风箱，让空气可以通过不会收缩的肺。

这样一来，兽脚类恐龙有了羽毛，有一颗四室心脏，还有气囊系统来支持直流式肺脏，所有数据都暗示着它们的生活应该十分活跃，且具有耐力。

不过，这种耐力是否可以支持有氧能力假说的主张，让它们无可避免地发展成正宗热血动物呢？或者，它们其实仅发展到半路，介于现代鳄鱼和鸟类之间？虽然它们的羽毛，很有可能只是用来保温，但是也可能有其他的用途。

而其他的证据比如鼻甲，还不确定它是否存在。

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