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霸王龙祖先是捕猎高手:因为它有S形大脑,聪明

2018-12-6 7:02:05来源:网易科技作者:小小责编:小白评论:

2004年首次被发现时,霸王龙的祖先奇异帝龙曾让科学家们大吃一惊,它们的毛皮上长有细毛,这是科学家们发现的第一种具有这种原始羽毛的恐龙。然而,奇异帝龙给科学家们带来的惊喜还不止如此。

▲图1:奇异帝龙出人意料的“S”形状大脑正在帮助研究人员深入研究这种史前野兽的头部

最近发表在《历史生物学》杂志上的一项研究,首次对奇异帝龙的头骨进行了详细分析,结果显示这种迷你霸王龙的大脑是“S”形的。这种弯曲形状的大脑不同于霸王龙的直线形大脑,它更多出现在“进化树”的高处。

更重要的是,对这种最古老、最小霸王龙的最新分析,帮助科学家了解了恐龙家族最终是如何统治地球的。北卡罗来纳州自然科学博物馆的古生物学家林赛·赞诺(Lindsay Zanno)说:“霸王龙最初进化的时候,周围有很多巨大的顶端食肉动物。直到灭绝事件消灭了那些竞争者,霸王龙才得以成为霸主。”

▲图2:在这张恐龙头骨的三维图像中,奇异帝龙大脑的弯曲形状以亮黄色突出显示出来

赞诺说,最新的研究表明,早期霸王龙的大脑装备有“复杂的感官工具箱”,可能在霸王龙的崛起过程中扮演了重要角色。它们准备好成为顶端的掠食者,但在机会出现之前,它们无法做到这一点。

大脑读数

就像行为秘密可以从恐龙骨骼曲线和比例中获取一样,它们大脑的肿块和肿胀的脑叶也承载着远古生活方式的细节。但这里有个问题:大脑是湿软的东西,所以人们认为它们几乎不可能变成化石。波士顿萨福克大学(Suffolk University)的古生物学家尤金妮亚·戈尔德(Eugenia Gold)说,恐龙死后大脑会迅速腐烂,基本上在头骨中形成坑洼结构。只有一个恐龙大脑化石被报道过,但在古生物学家中存在很大争议。

研究古代大脑的下一个最佳选择是研究所谓的内嵌体,即大脑内部的模型。这也是最新研究中使用的方法。科学家们对辽宁省西部出土的、1.25亿年前的奇异帝龙头骨进行了CT扫描。他们实际上重建了奇异帝龙最可能的大脑形状,然后将结果与之前扫描的霸王龙大脑进行比较。

这两种大脑重建模型最明显的区别就是形状。奇异帝龙的大脑是压扁状的“S”形状,而霸王龙的大脑呈现长线性。斯洛伐克帕沃尔·约瑟夫·沙法利克大学教授马丁·昆德拉特(Martin Kundrát)说,研究人员的预期正好相反,因为S形的大脑更常与鸟类和高级兽脚亚目恐龙相关。

也就是说,这些额外的曲线肯定不会让奇异帝龙成为霸王龙中的爱因斯坦,他们也不认为霸王龙是笨蛋。研究人员怀疑,这种大脑形状的变化是该群体快速生长的结果。

气味专家

在最初的8000万年间,霸王龙的体型相当小。以奇异帝龙为例,它从尾巴到鼻尖只有2米长。但在仅仅1500万年左右的时间里,这些动物就变成了庞然大物。据估计,霸王龙的最大生长率为每天2公斤。

耶鲁大学的古生物学家马泰奥·法布里(Matteo Fabbri)说:“这对它们的形态产生了巨大影响。直到现在,我们还不知道它们的神经系统是如何反应的。”这项最新的研究表明,这种快速生长不仅影响了这些生物和它们的大脑,还影响了它们的感官能力。

首先,霸王龙的嗅觉区域(大脑中负责嗅觉的区域)在比例上比在奇异帝龙要大,这暗示着巨大的食肉动物更依赖气味来追捕猎物。昆德拉特指出,尽管这两个物种都对气味很敏感,但霸王龙很可能是“嗅觉专家”。相比之下,奇异帝龙有非常大的小叶组织,这是大脑中与内耳相关的部分,有助于保持敏捷和平衡。

昆德拉特说:“我从未见过任何一种恐龙身上长着这么大的小叶组织,我的其他同事也没见过。”这种巨大的小叶器官可能帮助奇异帝龙在东张西望地寻找食物时保持稳定。由于霸王龙体型又大又笨重,它的机动性可能比奇异帝龙差很多,因此不需要经过如此磨砺敏捷性。

苏格兰爱丁堡大学的古生物学家史蒂芬·布鲁萨特(Stephen Brusatte)说:“这向我们展示了巨型霸王龙的祖先:小而聪明的猎手,它们的听觉非常发达,它们利用速度和潜行而非灵敏的嗅觉来定位猎物。”布鲁萨特和他的同事在2016年曾对接近成年的霸王龙头骨进行研究,并得出了类似的结论。

然而,通过研究大脑形成解释行为是一件棘手的事情。戈尔德解释说:“大脑极其复杂。如果你不能真正理解它的所有部分,你就只能做出推论,但你不能百分之百地确定到底发生了什么。”

正因为如此,这两种恐龙大脑之间存在着许多差异,科学家们仍不确定如何将其转化为行为。首先,奇异帝龙和霸王龙的大脑似乎变小了。大脑和丘脑是大脑中参与“整合高级决策”的部分。但戈尔德强调,没有人知道这种收缩是否真的阻碍了其实际功能。

赞诺解释说,目前还不清楚头盖骨与大脑形状的关系有多密切。例如,在大脑和颅腔之间有多少空间?这些类型的因素可能会影响研究人员如何从化石残骸中解读恐龙的古代行为。尽管如此,古生物学家对这项新研究的反应还是很兴奋的,许多人都强调了它的重要性,它不仅有助于理解霸王龙的进化,也有助于理解在其他恐龙身上观察到的变化。

正如赞诺所称的那样,许多霸王龙进化的特征都与研究人员发现的其他远古捕食者有关。她说:“本质上,这只是进化如何持续产生有效策略的又一个例证。”

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关键词:霸王龙

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