化石顯示，霸王龍的祖先擁有S形的大腦

出人意料的S形「奇異帝龍」大腦，將研究人員帶入遠古野獸頭部的研究之中。

插圖：SLOAN ROLLINGS, PORTIA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文：Maya Wei-Haas

因為名字里有「奇異」二字，你可能會覺得這隻霸王龍有點奇怪。2004年才被首次記錄的奇異帝龍以毛茸茸的外表震驚了科學家。這是人類發現的第一種帶有羽毛的暴龍超科動物，也意味著5000萬年後的威猛霸王龍也是長過絨毛的。

而且帝龍還給研究人員帶來了更多驚喜。

近期一項發表於《歷史生物學》的研究呈現了對帝龍頭骨的首次詳細分析，研究顯示這種小型霸王龍的大腦是S形的。其彎曲的形狀與霸王龍直線的大腦完全不同，而且這種大腦進化得更高級一些。

「這是一個悖論，」來自斯洛伐克科希策的Pavol Jozef ?afárik大學的首席作者Martin Kundrát如此說，對關於物種名稱的觀點作出回應。

不僅如此，對於帝龍這種最古老也是最小型的暴龍之一的新研究，幫助科學家理解了霸王龍家族是如何最終稱霸陸地的。霸王龍的統治是必然的結局。

這三張恐龍頭骨的三維圖以明黃色將帝龍彎曲的大腦標示了出來。

攝影：KUNDRáT PALEOBIOIMAGING LAB, IVPP, FMNH

「霸王龍第一次進化時，世上已有許多大體型頂級捕獵者了，」來自北卡羅來納自然科學博物館的古生物學家Lindsay Zanno說道，她並未參與研究。直到大滅絕消滅了這些競爭對手，霸王龍才統治了陸地。

最新研究顯示，早期的霸王龍大腦有著「複雜的感知工具箱」，這也是霸王龍崛起的一個重要因素，Zanno說。「他們蓄勢待發，要成為頂級捕獵者，但一直未能成功，直到機會出現。」

解讀骨骼和大腦

如同行為上的秘密可以通過恐龍骨骼的曲線與比例來收集，他們腦葉上的腫塊和隆起也掌握著其祖先的生活方式。但是有一個問題：大腦是濕軟的，所以人們認為大腦應該不可能化石化。生物體死去後，大腦會很快腐爛，在頭骨內爛成漿糊，波士頓薩福克大學的古生物學家Eugenia Gold說，她未參與研究。自古以來有記錄的化石化恐龍大腦只有一個，而那次記錄的公布在古生物學家之間也是很有爭議的。

科學家研究恐龍祖先大腦的第二選擇，就是檢查我們所說的顱腔，或是大腦內部構造模型。這是最新研究中使用的方法，科學家用CT掃描了一個在中國東北遼寧省西部出土的1.25億年前的帝龍頭骨。他們幾乎重構了最接近帝龍大腦的形狀，然後將他們的結果與以前掃描過的霸王龍大腦內部相比較。

兩個重造大腦之間最明顯的區別就是形狀。奇異帝龍的大腦形狀是一個壓扁的S形，而霸王龍的大腦是長長的直線。這與研究者所想的剛好相反，Kundrát說，因為S形大腦更常見於鳥類和高級的獸腳類食肉恐龍，一種先於我們的近代有羽毛恐龍的兩腿恐龍。

這就說明了，這大腦上多出的彎曲既不能說明帝龍是霸王龍界的愛因斯坦，也不能表明霸王龍是個傻瓜。研究者猜測大腦形狀的改變是帝龍群體迅速增長的結果。

氣味專家

在霸王龍發育的前8000萬年，他們的體型還相當小。其中的帝龍，從頭到尾的測量高度為大約2米。但在大約只有1500萬年前後，他們長成了巨大的體型。霸王龍的最大增長率幾乎達到了每天2.1公斤。

「這對他們的形態產生了巨大的影響，」耶魯大學的古生物學家Matteo Fabbri說，他未參與研究。「到現在為止，我們都不知道他們的神經系統是如何反應的。」這次最新研究顯示，飛速的增長不僅影響了這種生物與其大腦的外形，也影響到了他們的感知能力。

舉個例子，霸王龍大腦中的嗅覺區域，也就是負責感知味道的區域，就比帝龍大腦中的嗅覺區域成比例增大了，暗示著這巨型的食肉動物十分依靠嗅覺來捕獵。Kundrát強調，即使這兩種霸王龍都有很強的嗅覺，但霸王龍更像一個「氣味專家」。

相反的，帝龍大腦中與內耳相連，作用于敏捷性和平衡力的部分，有一大片明顯的絨球。

「我從來沒有見過或是從其他同行那裡知道過任何恐龍大腦中有如此大片的絨球，」 Kundrát說。這異常大片的絨球很可能是輔助帝龍在追逐獵物時左右查看的時候保持平衡的。由於霸王龍大而笨重，它很可能不如帝龍靈活得多，因此也不需要這樣強的敏捷性。

「這向我們展示了巨大的霸王龍是從何種動物進化而來的：聰明的小型狩獵者，擁有良好的聽覺，但可能更多的使用速度與潛行來定位獵物，而非強大的嗅覺。」蘇格蘭愛丁堡大學的古生物學家Stephen Brusatte通過郵件說。Brusatte和他的同事在2016年一項稍年輕霸王龍頭骨的研究中也給出了類似的大腦先於肌肉的總結。

大腦的把戲

不過，詮釋行為來自腦形是一件棘手的事情。

「大腦是非常非常複雜的，」Gold解釋道。「如果你不能真正了解大腦的所有部分，你可以做出推論，但無法百分百去肯定。」

正因為如此，這兩種大腦之間還有許多不同之處，而科學家還無法確定該怎樣用行為來詮釋。舉個例子，帝龍與霸王龍的前腦看起來尺寸上有所縮減。前腦，連同丘腦一起，都是大腦中有關「整合與作出更高水平決策」的部分，」Gold解釋到。但她也強調，沒人能知道這種大腦縮水是否真正阻礙到了大腦功能。

而腦殼形狀是否會影響到大腦形狀也仍是未知的，Zanno解釋說。

「舉個例子，大腦與顱腔之間有多少空間？」這種類型的因素會影響研究者通過化石殘骸對恐龍祖先的行為作出詮釋。

即便如此，古生物學家們對這篇新研究的反應仍然是興奮的，很多古生物學家都強調了這篇研究的重要性，不僅僅在於對霸王龍發展的了解，其更改變了對其它恐龍種類的觀察方式。Zanno解釋說，霸王龍的許多進化都遵循了研究者在其他古代頂級捕食者身上發現的特點。

「本質上講，」她說，「這就是進化是如何持續產生有效策略的另一個例子。」

（譯者：追歆）

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