研究:恐龙把鼻子当成热交换系统确保大脑不会过热

史前时代地球的温度要比现在高很多,因此大型重装甲类恐龙不可避免的会在身体内部保留大量的热量。那么它们又是如何散热的呢?一项最新研究结果表明,这主要归功于鼻子中的热交换系统,从而确保它们的大脑不会出现过热现象。

包括人类在内的哺乳类动物和鸟类在鼻腔内都含有弯曲的骨头和软骨。通过增加肺部吸入空气路径上的表面积,使用身体温度来加热空气。而事实证明重装甲恐龙有更复杂的系统,它可以帮助冷却大脑。

在Jason Bourke博士(来自阿肯色州立大学纽约理工学院骨科医学院)的带领下,一组科学家首先分析了两种甲龙的化石头骨--河马大小的Panoplosaurus以及犀牛大小的Euoplocephalus。更具体地说,研究人员利用计算机断层扫描(CT)扫描和计算流体动力学来模拟空气如何在动物的鼻子中移动的。

他们发现虽然恐龙缺乏哺乳动物的鼻甲,但它们的长鼻状鼻腔长度与鼻子的长度相同。研究任务当(相对)凉爽的室外空气被吸入并沿着这些通道向下流动时,它从周围动脉中较热的血液吸收了大量的热量。另一方面,当那些空气通过那些相同的通道呼出时,它不会将大量的热量传递回血液,因为身体加热的空气和血液的温度相近。

这导致了通道周围血液中的净热量损失,血液随后静脉输送到大脑。另外,通道中水分的蒸发可能提高冷却效果。为了测试他们的理论,科学家们使用计算机模型用短而简单的鼻子取代恐龙的盘绕通道。事实证明,在这两个物种中,这导致传热率损失超过50%。

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