为什么角龙类恐龙演化过程中一些器官功能会退化？——听中外科学家解码

　　近日，中国地质大学（武汉）地球科学学院副教授韩凤禄研究团队，联合中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、云南大学、南京古生物博物馆以及美国乔治华盛顿大学的研究人员，通过对早期角龙类恐龙的颅腔形态学进行深入研究，揭示了这些古老生物的行为方式。研究发现，随着体型的增大，角龙类恐龙在听觉、嗅觉和聪明程度等方面出现了退化。相关论文已于近日在国际知名期刊《古生物学》上发表。

　　尽管科学家们对恐龙的外部形态有了深入的了解，但对它们的内部结构，尤其是大脑和感觉器官的了解却相对有限，虽然有恐龙的脑部软组织化石保存下来，但是非常罕见。传统的方法是通过向恐龙头骨内部填充树脂等材料来铸造颅腔的物理模型，从而对恐龙大脑进行研究。而现代研究人员大多采用计算机断层扫描技术（显微CT扫描）来扫描恐龙的头骨，重建恐龙的颅腔模型，并作为其大脑的代替。

　　角龙类恐龙是一类生活在侏罗纪和白垩纪的植食性恐龙。早期角龙类恐龙两足行走、体型较小，只有1-2米，还没有长角，如隐龙和鹦鹉嘴龙。但是到了白垩纪晚期，经过了近亿年的演化，角龙类恐龙已经成为四足行走、体型巨大（体长可达9米），可以和霸王龙争锋的有角恐龙，如著名的三角龙。

　　与巨大的体型相伴随的身体特征的变化，一直是古生物学者希望解开的谜团。

　　早在1996年，本研究的合作者之一Catherine Forster就对三角龙的脑腔开展研究。近几年，研究者们重建了三角龙的颅腔三维模型（图1）。这些研究发现三角龙的大脑相对头骨比较小，头部运动缓慢，头部习惯于向下倾斜，这有助于它们展示头部的角和颈盾，更适应听一些低频率的声音。因此研究人员推断三角龙并不是很聪明。

图1：早期角龙（隐龙，左侧）和晚期角龙类（三角龙，右侧）体型和脑腔对比

　　那么早期的角龙类是什么样子的呢？研究团队利用微计算机断层扫描（CT）技术和三维模型重建方法，详细分析了发现于中国的三种早期角龙类恐龙的颅腔结构，包括晚侏罗世的当氏隐龙、早白垩世的辽角龙和鹦鹉嘴龙。发现它们具有发育的嗅球、明显的视叶、略微突出的小脑绒叶、相对较长的耳蜗管和长且高的前半规管，据此推断早期角龙类恐龙具有比较发达的嗅觉和听觉与晚期角龙类恐龙（如三角龙）的较低嗅觉和听觉形成对比。另外，早期角龙类恐龙的大脑体积相对其头骨较大，其聪明程度（脑商指数）显著高于三角龙，甚至高于现存的大多数爬行动物。研究人员对所有已知的角龙类和鸟脚类恐龙脑腔和内耳演化进行了统计分析，认为角龙类在进化的过程中聪明程度、听觉和嗅觉均出现了退化的现象（图2）。

图2：角龙类恐龙脑颅和内耳的演化图

　　研究人员还探讨了角龙类演化过程中头部姿势的转变，发现早期的角龙类头部更加灵活，而晚期角龙如三角龙头主要向下倾斜，这种姿势的转化很有可以和它们的取食方式有关（图3）。

图3：角龙类头部姿势演化

　　“这些发现很有意思。为什么角龙类恐龙演化过程中一些器官功能会退化？这很有可能与它们体型的增大相关。早期的角龙类体型较小，需要时刻警惕捕食者的攻击，因此在听觉、嗅觉等方面表现优异，晚期角龙类演化出巨大的体型和锋利的骨角，这对捕食者本身就有很强的威慑，因此在其它方面功能可能被弱化了。”韩凤禄说：“这项研究对于我们认识生物演化包括人类的演化也具有很强的启示作用。”（光明日报全媒体记者张锐 通讯员孙彦钦 余淳梅）