近日，中國地質(zhì)大學（武漢）地球科學學院副教授韓鳳祿研究團隊，聯(lián)合中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、云南大學、南京古生物博物館以及美國喬治華盛頓大學的研究人員，通過對早期角龍類恐龍的顱腔形態(tài)學進行深入研究發(fā)現(xiàn)，隨著體型的增大，角龍類恐龍在聽覺、嗅覺和聰明程度等方面出現(xiàn)了退化。相關論文已于近日在國際知名期刊《古生物學》上發(fā)表。
盡管科學家們對恐龍的外部形態(tài)有了深入的了解，但對它們的內(nèi)部結構，尤其是大腦和感覺器官的了解卻相對有限，雖然有恐龍的腦部軟組織化石保存下來，但是非常罕見。傳統(tǒng)的方法是通過向恐龍頭骨內(nèi)部填充樹脂等材料來鑄造顱腔的物理模型，從而對恐龍大腦進行研究。而現(xiàn)代研究人員大多采用計算機斷層掃描技術（顯微CT掃描）來掃描恐龍的頭骨，重建恐龍的顱腔模型，并作為其大腦的代替。
角龍類恐龍是一類生活在侏羅紀和白堊紀的植食性恐龍。早期角龍類恐龍兩足行走、體型較小，只有1-2米，還沒有長角，如隱龍和鸚鵡嘴龍。但是到了白堊紀晚期，經(jīng)過了近億年的演化，角龍類恐龍已經(jīng)成為四足行走、體型巨大（體長可達9米），可以和霸王龍爭鋒的有角恐龍，如著名的三角龍。
與巨大的體型相伴隨的身體特征的變化，一直是古生物學者希望解開的謎團。
早在1996年，本研究的合作者之一凱薩琳·佛斯特就對三角龍的腦腔開展研究。近幾年，研究者們重建了三角龍的顱腔三維模型（圖1）。這些研究發(fā)現(xiàn)三角龍的大腦相對頭骨比較小，頭部運動緩慢，頭部習慣于向下傾斜，這有助于它們展示頭部的角和頸盾，更適應聽一些低頻率的聲音。因此研究人員推斷三角龍并不是很聰明。
圖1：早期角龍（隱龍，左側）和晚期角龍類（三角龍，右側）體型和腦腔對比
那么早期的角龍類是什么樣子的呢？研究團隊利用微計算機斷層掃描（CT）技術和三維模型重建方法，詳細分析了發(fā)現(xiàn)于中國的三種早期角龍類恐龍的顱腔結構，包括晚侏羅世的當氏隱龍、早白堊世的遼角龍和鸚鵡嘴龍。發(fā)現(xiàn)它們具有發(fā)育的嗅球、明顯的視葉、略微突出的小腦絨葉、相對較長的耳蝸管和長且高的前半規(guī)管，據(jù)此推斷早期角龍類恐龍具有比較發(fā)達的嗅覺和聽覺，與晚期角龍類恐龍（如三角龍）的較低嗅覺和聽覺形成對比。另外，早期角龍類恐龍的大腦體積相對其頭骨較大，其聰明程度（腦商指數(shù)）顯著高于三角龍，甚至高于現(xiàn)存的大多數(shù)爬行動物。研究人員對所有已知的角龍類和鳥腳類恐龍腦腔和內(nèi)耳演化進行了統(tǒng)計分析，認為角龍類在進化的過程中聰明程度、聽覺和嗅覺均出現(xiàn)了退化的現(xiàn)象（圖2）。
圖2：角龍類恐龍腦顱和內(nèi)耳的演化圖
研究人員還探討了角龍類演化過程中頭部姿勢的轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)早期的角龍類頭部更加靈活，而晚期角龍如三角龍頭主要向下傾斜，這種姿勢的轉(zhuǎn)化很有可能和它們的取食方式有關（圖3）。
圖3：角龍類頭部姿勢演化
“這些發(fā)現(xiàn)很有意思。為什么角龍類恐龍演化過程中一些器官功能會退化？這很有可能與它們體型的增大相關。早期的角龍類體型較小，需要時刻警惕捕食者的攻擊，因此在聽覺、嗅覺等方面表現(xiàn)優(yōu)異，晚期角龍類演化出巨大的體型和鋒利的骨角，這對捕食者本身就有很強的威懾，因此在其它方面功能可能被弱化了?！表n鳳祿說：“這項研究對于我們認識生物演化包括人類的演化也具有很強的啟示作用。”
（光明日報全媒體記者王建宏 張銳 通訊員孫彥欽 余淳梅）
鏈接：關于恐龍，科學家有了新發(fā)現(xiàn)！
（原載 光明日報微信公眾號 2024年11月9日）
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