研究人員揭示最古老的棘龍大腦 _棘龍

藝術(shù)家對(duì)Ceratosuchops的印象。Credit: Anthony Hutchings
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（by University of Southampton）：南安普頓大學(xué)和俄亥俄大學(xué)的研究人員重建了兩只英國(guó)棘龍的大腦和內(nèi)耳，幫助揭示了這些大型食肉恐龍如何與環(huán)境互動(dòng) 。
棘龍是一種不同尋常的獸腳類(lèi)恐龍，擁有長(zhǎng)而像鱷魚(yú)的下巴和錐形牙齒。這些適應(yīng)幫助它們過(guò)上了某種程度上的水生生活，包括在河邊潛行尋找獵物，其中包括大型魚(yú)類(lèi) 。這種生活方式與我們更熟悉的獸腳亞目恐龍非常不同，比如異特龍和暴龍。
為了更好地理解棘龍大腦和感官的進(jìn)化，研究小組掃描了薩里郡的Baryonyx和懷特島的Ceratosuchops化石。這兩種是已知腦殼材料的最古老的棘龍。這些巨大的生物在大約1.25億年前就已經(jīng)在這個(gè)星球上漫游了。兩個(gè)標(biāo)本的腦殼都保存完好，研究小組對(duì)早已腐爛的內(nèi)部軟組織進(jìn)行了數(shù)字化重建。
研究人員發(fā)現(xiàn)，處理氣味的嗅球不是特別發(fā)達(dá)，耳朵可能對(duì)低頻聲音敏感。大腦中負(fù)責(zé)保持頭部穩(wěn)定和凝視獵物的部分可能沒(méi)有后來(lái)更為特化的棘龍發(fā)育得好。

在標(biāo)志性的英國(guó)棘龍Baryonyx walkeri的腦內(nèi) ，對(duì)腦腔和相關(guān)神經(jīng)和血管進(jìn)行三維重建。Credit: WitmerLab/Chris_Barker
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《解剖學(xué)雜志》上。
“盡管它們的生態(tài)不同尋常，但這些早期棘龍的大腦和感官似乎保留了許多與其他大型獸腳亞目恐龍相同的方面——沒(méi)有證據(jù)表明它們的半水生生活方式反映在它們的大腦組織方式中，”南安普頓大學(xué)博士生克里斯·巴克說(shuō) ，他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。
對(duì)這一證據(jù)的一種解釋是，棘龍的獸腳亞目恐龍祖先已經(jīng)擁有了適合兼職捕魚(yú)的大腦和感官適應(yīng)能力，而棘龍要成為半水生生物所需要做的一切就是進(jìn)化出不尋常的口鼻部和牙齒。
“因?yàn)樗屑埖念^骨都非常專(zhuān)門(mén)用于捕魚(yú)，所以看到這樣的‘非專(zhuān)門(mén)’大腦令人驚訝，”撰稿人達(dá)倫·奈什博士說(shuō) 。“但結(jié)果仍然很顯著。從英國(guó)恐龍身上獲得如此多的感官能力信息——關(guān)于聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、平衡等等——令人興奮。使用尖端技術(shù)，我們基本上從這些化石中獲得了所有可能的大腦相關(guān)信息，”Naish博士說(shuō) 。

三維重建英國(guó)棘龍的腦腔（紫色）、顱神經(jīng)（黃色）、內(nèi)耳（粉色）和血管（紅色和藍(lán)色）。這種食肉動(dòng)物可能有一種普通的嗅覺(jué)，可以聽(tīng)到低頻的聲音。Credit: Chris Barker
在過(guò)去的幾年里，南安普敦大學(xué)的演化古實(shí)驗(yàn)室對(duì)懷特島的新棘龍進(jìn)行了大量的研究。該團(tuán)隊(duì)在2021年才宣布了Ceratosuchops本身，隨后在2022年發(fā)表了另一種新的棘龍——巨大的白色巖石棘龍。在南安普敦大學(xué)的μ-Vis X射線成像中心掃描了角鼻龍的腦殼，該中心擁有全國(guó)最強(qiáng)大的CT掃描儀，它的大腦模型將與它的骨頭一起在懷特島桑頓的恐龍島博物館展出。
“由于基于CT的化石成像技術(shù)的進(jìn)步，這項(xiàng)新研究只是古生物學(xué)革命的最新進(jìn)展，”合著者勞倫斯·m·維特默說(shuō)，他是俄亥俄大學(xué)骨病醫(yī)學(xué)院的解剖學(xué)教授，他已經(jīng)對(duì)恐龍進(jìn)行了CT掃描，包括Baryonyx，超過(guò)25年。“我們現(xiàn)在能夠評(píng)估滅絕動(dòng)物的認(rèn)知和感覺(jué)能力，并探索像棘龍這樣行為極端的恐龍的大腦是如何進(jìn)化的。”
“這項(xiàng)新研究突出了英國(guó)化石在我們對(duì)恐龍不斷進(jìn)化、快速發(fā)展的理解中的重要作用，并顯示了英國(guó)——特別是南安普頓大學(xué)——如何處于棘龍研究的前沿，”南安普頓大學(xué)進(jìn)化古實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人尼爾·戈斯特靈博士說(shuō) 。“棘龍本身是所有恐龍群體中最有爭(zhēng)議的一個(gè) ，這項(xiàng)研究對(duì)正在進(jìn)行的關(guān)于它們的生物學(xué)和進(jìn)化的討論是一個(gè)有價(jià)值的補(bǔ)充。”
相關(guān)：迄今最古老棘龍大腦“藝術(shù)照”亮相
據(jù)科技日?qǐng)?bào)（采訪人員劉霞）：英國(guó)南安普頓大學(xué)和美國(guó)俄亥俄大學(xué)的研究人員攜手，重建了迄今最古老棘龍的大腦和內(nèi)耳，以揭示這些大型食肉恐龍如何與周?chē)h(huán)境互動(dòng) 。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《解剖學(xué)雜志》。
棘龍是一種大型獸腳類(lèi)恐龍，擁有鱷魚(yú)般的長(zhǎng)頜和圓錐形牙齒，這幫助它們適應(yīng)了某種水生生活方式，包括沿著河岸尋找獵物（如大魚(yú)等）。這種生活方式與異特龍和暴龍等獸腳類(lèi)恐龍截然不同，這也使棘龍成為最富有爭(zhēng)議的恐龍物種之一。
為更好地了解棘龍大腦和感官的進(jìn)化，研究小組掃描了來(lái)自薩里的重爪龍和懷特島的冥鷺角鱷龍的化石。根據(jù)它們的腦殼材料，這兩種迄今已知最古老的棘龍可以追溯到1.25億年前的白堊紀(jì)早期。兩個(gè)恐龍標(biāo)本的腦殼都保存完好，研究小組對(duì)早已腐爛的內(nèi)部軟組織進(jìn)行了數(shù)字化重建。
他們發(fā)現(xiàn) ，這兩種棘龍?zhí)幚須馕兜男崆虿⒉皇翘貏e發(fā)達(dá)，耳朵可能對(duì)低頻聲音很敏感，而大腦中那些負(fù)責(zé)保持頭部穩(wěn)定和凝視獵物的部分相比后來(lái)出現(xiàn)的棘龍更不發(fā)達(dá) 。
主持這項(xiàng)研究的南安普敦大學(xué)博士生克里斯·巴克說(shuō)：“盡管這些古老棘龍的生態(tài)環(huán)境不同尋常，但它們的大腦和感官似乎在許多方面與其它大型獸腳類(lèi)恐龍擁有共同之處，沒(méi)有證據(jù)表明，它們的半水生生活方式與其大腦的組織方式有關(guān) 。”
研究人員解釋道，這些最新發(fā)現(xiàn)表明，棘龍的祖先已經(jīng)具備了適合半捕魚(yú)生活方式的大腦和感官適應(yīng)能力，而棘龍要想成為半水生動(dòng)物，需要進(jìn)化出不同尋常的鼻子和牙齒。
研究人員指出，由于化石CT成像技術(shù)的進(jìn)步，他們現(xiàn)在能夠評(píng)估已滅絕動(dòng)物的認(rèn)知和感官能力，并探索像棘龍這樣的恐龍的大腦是如何進(jìn)化的，這有望掀起古生物學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)新革命。