出人意料的S形“奇异帝龙”大脑，将研究人员带入远古野兽头部的研究之中。
插图：SLOAN ROLLINGS, PORTIA, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：Maya Wei-Haas
因为名字里有“奇异”二字，你可能会觉得这只霸王龙有点奇怪。2004年才被首次记录的奇异帝龙以毛茸茸的外表震惊了科学家。这是人类发现的第一种带有羽毛的暴龙超科动物，也意味着5000万年后的威猛霸王龙也是长过绒毛的。
而且帝龙还给研究人员带来了更多惊喜。
近期一项发表于《历史生物学》的研究呈现了对帝龙头骨的首次详细分析，研究显示这种小型霸王龙的大脑是S形的。其弯曲的形状与霸王龙直线的大脑完全不同，而且这种大脑进化得更高级一些。
“这是一个悖论，”来自斯洛伐克科希策的Pavol Jozef Šafárik大学的首席作者Martin Kundrát如此说，对关于物种名称的观点作出回应。
不仅如此，对于帝龙这种最古老也是最小型的暴龙之一的新研究，帮助科学家理解了霸王龙家族是如何最终称霸陆地的。霸王龙的统治是必然的结局。
这三张恐龙头骨的三维图以明黄色将帝龙弯曲的大脑标示了出来。
摄影：KUNDRÁT PALEOBIOIMAGING LAB, IVPP, FMNH
“霸王龙第一次进化时，世上已有许多大体型顶级捕猎者了，”来自北卡罗来纳自然科学博物馆的古生物学家Lindsay Zanno说道，她并未参与研究。直到大灭绝消灭了这些竞争对手，霸王龙才统治了陆地。
最新研究显示，早期的霸王龙大脑有着“复杂的感知工具箱”，这也是霸王龙崛起的一个重要因素，Zanno说。“他们蓄势待发，要成为顶级捕猎者，但一直未能成功，直到机会出现。”
解读骨骼和大脑
如同行为上的秘密可以通过恐龙骨骼的曲线与比例来收集，他们脑叶上的肿块和隆起也掌握着其祖先的生活方式。但是有一个问题：大脑是湿软的，所以人们认为大脑应该不可能化石化。生物体死去后，大脑会很快腐烂，在头骨内烂成浆糊，波士顿萨福克大学的古生物学家Eugenia Gold说，她未参与研究。自古以来有记录的化石化恐龙大脑只有一个，而那次记录的公布在古生物学家之间也是很有争议的。
科学家研究恐龙祖先大脑的第二选择，就是检查我们所说的颅腔，或是大脑内部构造模型。这是最新研究中使用的方法，科学家用CT扫描了一个在中国东北辽宁省西部出土的1.25亿年前的帝龙头骨。他们几乎重构了最接近帝龙大脑的形状，然后将他们的结果与以前扫描过的霸王龙大脑内部相比较。
两个重造大脑之间最明显的区别就是形状。奇异帝龙的大脑形状是一个压扁的S形，而霸王龙的大脑是长长的直线。这与研究者所想的刚好相反，Kundrát说，因为S形大脑更常见于鸟类和高级的兽脚类食肉恐龙，一种先于我们的近代有羽毛恐龙的两腿恐龙。
这就说明了，这大脑上多出的弯曲既不能说明帝龙是霸王龙界的爱因斯坦，也不能表明霸王龙是个傻瓜。研究者猜测大脑形状的改变是帝龙群体迅速增长的结果。
气味专家
在霸王龙发育的前8000万年，他们的体型还相当小。其中的帝龙，从头到尾的测量高度为大约2米。但在大约只有1500万年前后，他们长成了巨大的体型。霸王龙的最大增长率几乎达到了每天2.1公斤。
“这对他们的形态产生了巨大的影响，”耶鲁大学的古生物学家Matteo Fabbri说，他未参与研究。“到现在为止，我们都不知道他们的神经系统是如何反应的。”这次最新研究显示，飞速的增长不仅影响了这种生物与其大脑的外形，也影响到了他们的感知能力。
举个例子，霸王龙大脑中的嗅觉区域，也就是负责感知味道的区域，就比帝龙大脑中的嗅觉区域成比例增大了，暗示着这巨型的食肉动物十分依靠嗅觉来捕猎。Kundrát强调，即使这两种霸王龙都有很强的嗅觉，但霸王龙更像一个“气味专家”。
相反的，帝龙大脑中与内耳相连，作用于敏捷性和平衡力的部分，有一大片明显的绒球。
“我从来没有见过或是从其他同行那里知道过任何恐龙大脑中有如此大片的绒球，” Kundrát说。这异常大片的绒球很可能是辅助帝龙在追逐猎物时左右查看的时候保持平衡的。由于霸王龙大而笨重，它很可能不如帝龙灵活得多，因此也不需要这样强的敏捷性。
“这向我们展示了巨大的霸王龙是从何种动物进化而来的：聪明的小型狩猎者，拥有良好的听觉，但可能更多的使用速度与潜行来定位猎物，而非强大的嗅觉。”苏格兰爱丁堡大学的古生物学家Stephen Brusatte通过邮件说。Brusatte和他的同事在2016年一项稍年轻霸王龙头骨的研究中也给出了类似的大脑先于肌肉的总结。
大脑的把戏
不过，诠释行为来自脑形是一件棘手的事情。
“大脑是非常非常复杂的，”Gold解释道。“如果你不能真正了解大脑的所有部分，你可以做出推论，但无法百分百去肯定。”
正因为如此，这两种大脑之间还有许多不同之处，而科学家还无法确定该怎样用行为来诠释。举个例子，帝龙与霸王龙的前脑看起来尺寸上有所缩减。前脑，连同丘脑一起，都是大脑中有关“整合与作出更高水平决策”的部分，”Gold解释到。但她也强调，没人能知道这种大脑缩水是否真正阻碍到了大脑功能。
而脑壳形状是否会影响到大脑形状也仍是未知的，Zanno解释说。
“举个例子，大脑与颅腔之间有多少空间？”这种类型的因素会影响研究者通过化石残骸对恐龙祖先的行为作出诠释。
即便如此，古生物学家们对这篇新研究的反应仍然是兴奋的，很多古生物学家都强调了这篇研究的重要性，不仅仅在于对霸王龙发展的了解，其更改变了对其它恐龙种类的观察方式。Zanno解释说，霸王龙的许多进化都遵循了研究者在其他古代顶级捕食者身上发现的特点。
“本质上讲，”她说，“这就是进化是如何持续产生有效策略的另一个例子。”
（译者：追歆）