研究人员揭示最古老的棘龙大脑 _棘龙

艺术家对Ceratosuchops的印象。Credit: Anthony Hutchings
据美国物理学家组织网（by University of Southampton）：南安普顿大学和俄亥俄大学的研究人员重建了两只英国棘龙的大脑和内耳，帮助揭示了这些大型食肉恐龙如何与环境互动。
棘龙是一种不同寻常的兽脚类恐龙，拥有长而像鳄鱼的下巴和锥形牙齿。这些适应帮助它们过上了某种程度上的水生生活，包括在河边潜行寻找猎物，其中包括大型鱼类。这种生活方式与我们更熟悉的兽脚亚目恐龙非常不同，比如异特龙和暴龙。
为了更好地理解棘龙大脑和感官的进化，研究小组扫描了萨里郡的Baryonyx和怀特岛的Ceratosuchops化石。这两种是已知脑壳材料的最古老的棘龙。这些巨大的生物在大约1.25亿年前就已经在这个星球上漫游了。两个标本的脑壳都保存完好，研究小组对早已腐烂的内部软组织进行了数字化重建。
研究人员发现，处理气味的嗅球不是特别发达，耳朵可能对低频声音敏感。大脑中负责保持头部稳定和凝视猎物的部分可能没有后来更为特化的棘龙发育得好。

在标志性的英国棘龙Baryonyx walkeri的脑内，对脑腔和相关神经和血管进行三维重建。Credit: WitmerLab/Chris_Barker
这项发现发表在《解剖学杂志》上。
“尽管它们的生态不同寻常，但这些早期棘龙的大脑和感官似乎保留了许多与其他大型兽脚亚目恐龙相同的方面——没有证据表明它们的半水生生活方式反映在它们的大脑组织方式中，”南安普顿大学博士生克里斯·巴克说，他领导了这项研究。
对这一证据的一种解释是，棘龙的兽脚亚目恐龙祖先已经拥有了适合兼职捕鱼的大脑和感官适应能力，而棘龙要成为半水生生物所需要做的一切就是进化出不寻常的口鼻部和牙齿。
“因为所有棘龙的头骨都非常专门用于捕鱼，所以看到这样的‘非专门’大脑令人惊讶，”撰稿人达伦·奈什博士说。“但结果仍然很显著。从英国恐龙身上获得如此多的感官能力信息——关于听觉、嗅觉、平衡等等——令人兴奋。使用尖端技术，我们基本上从这些化石中获得了所有可能的大脑相关信息，”Naish博士说。

三维重建英国棘龙的脑腔（紫色）、颅神经（黄色）、内耳（粉色）和血管（红色和蓝色）。这种食肉动物可能有一种普通的嗅觉，可以听到低频的声音。Credit: Chris Barker
在过去的几年里，南安普敦大学的演化古实验室对怀特岛的新棘龙进行了大量的研究。该团队在2021年才宣布了Ceratosuchops本身，随后在2022年发表了另一种新的棘龙——巨大的白色岩石棘龙。在南安普敦大学的μ-Vis X射线成像中心扫描了角鼻龙的脑壳，该中心拥有全国最强大的CT扫描仪，它的大脑模型将与它的骨头一起在怀特岛桑顿的恐龙岛博物馆展出。
“由于基于CT的化石成像技术的进步，这项新研究只是古生物学革命的最新进展，”合著者劳伦斯·m·维特默说，他是俄亥俄大学骨病医学院的解剖学教授，他已经对恐龙进行了CT扫描，包括Baryonyx，超过25年。“我们现在能够评估灭绝动物的认知和感觉能力，并探索像棘龙这样行为极端的恐龙的大脑是如何进化的。”
“这项新研究突出了英国化石在我们对恐龙不断进化、快速发展的理解中的重要作用，并显示了英国——特别是南安普顿大学——如何处于棘龙研究的前沿，”南安普顿大学进化古实验室负责人尼尔·戈斯特灵博士说。“棘龙本身是所有恐龙群体中最有争议的一个，这项研究对正在进行的关于它们的生物学和进化的讨论是一个有价值的补充。”
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据科技日报（采访人员刘霞）：英国南安普顿大学和美国俄亥俄大学的研究人员携手，重建了迄今最古老棘龙的大脑和内耳，以揭示这些大型食肉恐龙如何与周围环境互动。相关研究刊发于最新一期《解剖学杂志》。
棘龙是一种大型兽脚类恐龙，拥有鳄鱼般的长颌和圆锥形牙齿，这帮助它们适应了某种水生生活方式，包括沿着河岸寻找猎物（如大鱼等）。这种生活方式与异特龙和暴龙等兽脚类恐龙截然不同，这也使棘龙成为最富有争议的恐龙物种之一。
为更好地了解棘龙大脑和感官的进化，研究小组扫描了来自萨里的重爪龙和怀特岛的冥鹭角鳄龙的化石。根据它们的脑壳材料，这两种迄今已知最古老的棘龙可以追溯到1.25亿年前的白垩纪早期。两个恐龙标本的脑壳都保存完好，研究小组对早已腐烂的内部软组织进行了数字化重建。
他们发现，这两种棘龙处理气味的嗅球并不是特别发达，耳朵可能对低频声音很敏感，而大脑中那些负责保持头部稳定和凝视猎物的部分相比后来出现的棘龙更不发达。
主持这项研究的南安普敦大学博士生克里斯·巴克说：“尽管这些古老棘龙的生态环境不同寻常，但它们的大脑和感官似乎在许多方面与其它大型兽脚类恐龙拥有共同之处，没有证据表明，它们的半水生生活方式与其大脑的组织方式有关。”
研究人员解释道，这些最新发现表明，棘龙的祖先已经具备了适合半捕鱼生活方式的大脑和感官适应能力，而棘龙要想成为半水生动物，需要进化出不同寻常的鼻子和牙齿。
研究人员指出，由于化石CT成像技术的进步，他们现在能够评估已灭绝动物的认知和感官能力，并探索像棘龙这样的恐龙的大脑是如何进化的，这有望掀起古生物学领域的一场新革命。