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然而，在6500万年前，不知发生了什么灭顶之灾，使这种在地球上显赫了1。5亿年的动物，突然灭绝，给人们留下的是种种猜测。
有学者认为，这是气候骤变所致。其中，有的认为，在中生代末期，冰期突然降临，气候变得寒冷，一些不耐寒植物死亡，使恐龙在饥寒交迫中死去；有的认为，地球上的气温突然升高，而恐龙是散热能力较弱的动物，不能适应环境，造成内分泌系统混乱，特别是雄性生殖系统严重破坏，致使恐龙断子绝孙而灭绝。
有学者认为，在6500万年前，地球上的被子植物大量发展，并迅速取代了裸子植物。被子植物不像裸子植物那样四季常青，而是一种秋冬季节会落叶或枯萎的植物。这样，以植物为食的恐龙在秋冬季节被“饿”死；肉食性动物也由于猎物的失去而死去。
有学者认为，约在1。2亿年前，最早的有花植物出现了。在有花植物组织内，常常含有作用强烈的生物碱。有的生物碱，如马钱子碱、泻花碱等，具有很大的毒性。恐龙吞食了大量的生物碱毒素后，引起严重的生理失调，最后导致死亡。
有学者认为，恐龙体型高大，大脑小，是由于体内的内分泌功能失常、代谢调节紊乱、酶的功能异常的结果，是一种病态。由于恐龙大脑和身体比例不协调，失去了对身体的调节控制作用，使恐龙不能在环境中生活而死亡。
有学者认为，在6500万年前，宇宙中有一颗直径10公里、重1270亿吨的小行星，以每秒20公里的速度撞击地球。撞击释放出来的能量相当于100个最大氢弹的爆炸力。当时，天昏地暗，尘土滚滚，遮月蔽日达3个月，植物因不能进行光合作用而死亡，食物链中断，恐龙和其他动物就此灭绝。在意大利、丹麦、新西兰等地的晚白垩纪地层里，发现一层几厘米厚的富铱层，其铱的含量超过地球正常铱含量的30倍。地球上铱含量极少，但太阳系及其他星体含量较多。由此有人认为这些富铱层是小行星撞击后的尘粒形成的。
此观点也由此得到学术界的重视。
有学者认为，在6500万年前，宇宙中一颗直径约10～20公里、重达2500亿吨的彗星撞击地球，由此影响地球表面温度及植物光合作用，并把彗星含量丰富的毒性物质——氰化物带到地球上，从而导致恐龙死亡。1981年，科学家意外地在墨西哥尤卡坦半岛的地下1公里深处，发现了一个直径达60公里的陨石坑。经测定，这个巨大陨石坑形成的年代与恐龙灭绝的年代相符。
因此持这一观点的学者，以此陨石坑为证据，颇有说服力。1994年7月17～22日发生的苏梅克—列维9号彗星与木星相撞，说明彗星与行星相撞完全可能，同时，科学家们通过对这次相撞的研究，也将对这一观点作出新的判断。
鲜为人知的是，最近美国古生物学家杰克·霍纳等人提出了“恐龙并未灭绝”这一令人难以置信的崭新观点。因为他们在犹他州一个煤矿深井底部发现了一只距今约8000万年的恐龙骸骨，并成功地从这一特大霸王龙的股骨中分离出遗传物质——DNA片断。经研究表明，这些片断与现代鸟类的DNA片断颇为相似。这就意味着恐龙——爬行动物王国的“君主”——并不像一般人们认为的那样早已在6500万年前就灭绝了，而是有一些可能继续生存下来，并演化成了鸟类。
殊不知，更早地提出恐龙进化为鸟类的是日本科学家、医学博士福田，他对鸵鸟目恐龙的骨骼进行了研究后推测，正是鸵鸟目恐龙进化成了恐鸟——18世纪末还在新西兰存在的一种高达3米的无龙骨鸟。鸵鸟目恐龙的骨骼结构与恐鸟相似，也曾长着羽毛，它能以时速80公里的速度高速奔跑。可惜由于人类的大肆捕杀，这种似乎由恐龙进化而成的恐鸟已经灭绝了。
至于现在自然界中是否还幸存有恐龙后裔——这一问题，更令人倍感兴趣。刚果北部的利科勒地区（桑加河与乌班吉河之间）的沼泽地里确实存在恐龙的后裔——雷龙，这已广为人知。但鲜为人知的是这里曾发生过一个真实的故事：远在1950年，当地的宾加族俾格米人的土著渔民第一次发现了这批怪兽群，渔民们为了自身的安全，在湖泊的一端拦以木栅，并在湖中投入食物，以使它们不上岸伤人，但有一只怪兽忘乎所以，企图冲破木栅爬上湖岸，渔民们被迫用鱼叉群起而攻之，经过一场激烈的搏斗，终于叉死了它。
据目击者讲，怪兽的皮呈灰褐色，四肢短粗，大脚掌上长有利爪，脖子很长，扁平的脑袋很小，身长不少于12～13米，体重在10～15吨左右。以后，渔民们解尸分食了它的肉，但不久，凡食过恐龙肉的渔民都莫名其妙地死了。
由于不能解释这一原因。现在当地土著居民从超自然地惧怕这种怪兽，已发展到对它奉若神灵，他们往往对其敬而远之。因为他们深信再见到这种怪兽，就意味着灾难或死亡即将临头，这就增加了进一步考察冈果恐龙的难度。
无独有偶。1994年10月24日，一具庞大的、形似恐龙的不明海洋动物的尸体，在一场暴风雨后被冲上俄罗斯北部地区——莫斯科以北1500公里的雷宾斯克角的海岸。俄罗斯的动物学专家们称之为“俄罗斯的尼斯湖怪”。
这一水怪的尸体约12米长、1。5米宽，外表覆盖着绒毛，形状像恐龙，其体内含有像血液的体液，但尸体已开始腐烂。摩尔曼斯克海洋生物研究所的科学家飞抵现场进行分析。
从这具“俄罗斯的尼斯湖怪”尸体，又使人们联想到1977年4月25日，日本大洋渔业公司的一艘渔船，在新西兰的克赖斯特彻奇市以东50公里的海底，捕捞起一具已经腐烂的奇异动物的尸体。从外形上看，它小脑袋，长脖子，大肚子，还有四个大鳍，身长10米，头颈长2。5米，酷似一只蛇颈龙。
遗憾的是，由于奇尸恶臭不堪，船长命令拍了现场照片和取了组织样品后，就把它丢弃于大海之中。此事传到日本国内，科学家纷纷愤懑地责怪船长，竟把这一已经到手的无价之宝扔掉了，这条新闻也轰动了全球。
凡此种种，为亘古未解的恐龙之谜，又增添了一层神秘色彩。
恐龙是逐渐绝灭的吗
有人说，恐龙原先日子过得好端端的，可突然有一天，大难临头，天降奇灾，致使恐龙在几个月或几年内一下子全部死光。
对于这种灾变说，许多科学家不赞同，认为恐龙不是突然绝灭的，而是有先有后，前后约相差数千万年。
剑龙早在白垩纪初就消失了。剑龙的亲戚鱼龙和翼龙是在剑龙绝灭后很久才绝灭的。角龙绝灭于白垩纪末期，是最晚绝灭的恐龙。
还有，在中生代十分繁盛的菊石类动物，它们是在恐龙绝灭以前绝灭的。
也许小行星或彗星曾经与地球碰撞。但根据科学家的研究，恐龙家族早在这场灾难降临之前就已经明显地处于衰败和不景气的境地。
一个由专家组成的研究小组，对美国西北部蒙大拿州及相邻地区白垩纪晚期富含化石的沉积层进行了详细的研究，发现在白垩纪最后的800万年间，这一地区的恐龙的属从30个减少到12个。无论是恐龙的品种数和个体总数量，都大大减少。
在中生代之末，确实有许多动物和植物的种类发生了绝灭，但是它们绝灭的时间并不是发生在同一时期。
主张渐变论的科学家认为，恐龙绝灭的原因可能是地球气候与环境的变化。大约8000万年前，地球上的气候开始变冷，原先适合于恐龙生存的热带和亚热带环境相继消失，逐渐被适合哺乳动物生存的温带环境所代替。
恐龙在中生代时，由于地球气候环境比较稳定，而且适合于爬行动物生活，它们几乎一直过着“养尊处优”的舒适日子。久而久之，它们大多数成长并演化成巨大而又特化的动物。动物的躯体越大、越特化，它们的器官系统适应新环境的能力也就越差。一旦环境改变，器官系统就不能适应，结果就只有走向灭亡。恐龙就是这样绝灭的。
相反，恐龙的一些不怎么特化、身躯不怎么庞大的亲戚（如鳄类、蜥蜴类、龟鳖类），由于能适应环境的变化，因而逃脱了绝灭的命运，子孙后代能繁衍至今。哺乳动物更能适应新生代的环境，因而获得了大发展。
恐龙化石“告诉”我们，恐龙从家道中落到彻底垮台，大约经历了3千万年的漫长历史。