通过研究恐龙牙齿分析出白垩纪时期恐龙是如何吃被子植物

我们对大型蜥脚类恐龙(如腕龙和雷龙)的迷恋源于它们巨大的体型。长30米、重50吨的动物怎么能像陆地动物一样活动呢?那么，那些从植物中获得足够营养的东西又是怎么来的呢?

我们几乎没有证据证明巨型食草动物吃什么。关于胃化石和内脏化石的报道一直存在争议，而粪化石(粪便化石)很难确定的分析出他们吃什么。与现代最大的类似动物长颈鹿和大象进行形态学对比的间接证据表明，蜥脚类动物会在树冠上觅食，尽管研究人员对所有的蜥脚类动物是否都昂着头并不认同。有些人甚至建议在不同的蜥脚类动物群体之间划分生态位，最高的腕足类动物从树冠顶端进食，在树冠中间的有一部分恐龙，以种子蕨类和苏铁为食，在地面上以蕨类和角类为食的食草恐龙。

来自蜥脚类动物牙齿的间接证据可能是现存最好分析的证据:许多蜥脚类动物的牙齿因食物磨损而磨损得很厉害。我们还分析了梁龙的尖牙类牙齿上的磨损程度，提出了一种“抓斗”的喂养方式，即单侧支剥。一些泰坦巨龙(一种分布在全球的蜥脚类动物，一直存活到白垩纪末期的灭绝事件)可能有锋利的喙，非常适吃粗糙的植物。

蜥脚类动物在一亿三千万年前开花植物(被子植物)出现之前进化并成为主要的食草动物，所以很明显它们可以从周围的无花植物中获得足够的营养来维持它们庞大的身躯。一个生态系统的生产力,从阳光和能量收获转化为植物——以及如何有效地能量可以通过食草动物,决定了人口的食草动物可以维持,所以寻找中生代植物的营养价值,消费者对中生代古生态学是一个关键问题。哪些植物为生长中的恐龙提供了最好的营养?

最初的理论认为，中生代高浓度的二氧化碳，增加净初级生产力，推动了蜥脚类动物的崛起。然而，仅仅是二氧化碳的水平并不能决定初级生产力，而且植物所需要的所有其他东西——光、水和营养——都将成为限制因素。即使初级生产力由于二氧化碳水平的提高而提高，也有人认为非被子植物的低能量价值意味着蜥脚类动物将不得不消耗大量的植物材料。重要的是，二氧化碳水平对植物的消化率和氮含量也有间接影响。

利兹大学(University of Leeds)的菲奥娜•吉尔(Fiona Gill)和戈廷根(Goettingen)和诺丁汉大学(Nottingham)的同事进行了一项新的研究，研究了中生代生长的植物——生长在生长室内的大气二氧化碳含量——对蜥脚类动物有何营养价值。对于冠层植物，他们使用了水杉(黎明红杉，落叶针叶树)，金合欢(鳞片针叶树)和银杏(每个人最喜欢的活化石种子植物)。对于下层植物，选择蕨类植物和马尾的植物，以及毛茛、毛茛属植物，作为早期被子植物的类似物。

然后将这些植物与牛瘤胃液一起发酵72小时，以模拟通过蜥脚类动物肠道的运输过程，并对产生的气体进行分析，以确定消化率(用于评估农业饲料的一种技术)。计算了每个样品的代谢能量，并测量了碳和氮的含量。

研究表明，蕨类和水杉的蜥脚类动物所能获得的能量与被子植物相当，而从食物的价值来看，节肢动物比被子植物更有价值。这可能与在horsetails中使用二氧化硅作为结构元素的低水平的聚合物木质素有关。

基于这些结果,吉尔和他的同事们计算出一个30吨蜥脚类动物代谢率介于现代爬行动物和现代哺乳动物需要每天吃110公斤的猴子拼图树叶生长在2000 ppm(ppm)的二氧化碳(Mid-Triassic水平,现代水平的5倍),而同一种动物可以每天只有51公斤的楔叶类增长仅1200 ppm的二氧化碳(现代水平的三倍)。

这些发现挑战了对非被子植物的营养质量的假设，如马鞭草，以及对植物食物价值在二氧化碳水平升高的任何概括。不同的植物物种在较高的二氧化碳水平上表现不同，它们的营养价值也会发生变化。