鸟类大脑如何在大规模灭绝期间蓬勃发展

鱼鸟是一种小型海鸥状生物，其头骨保存完好，或许能帮助我们了解现代鸟类的祖先如何度过导致其他所有恐龙灭绝的大规模灭绝事件。

科学家将鱼鸟的头骨与数十种现存鸟类的头骨进行了比较。他们发现，这种现代鸟类的近亲的大脑形状却截然不同。研究人员于 7 月 30 日在《科学进展》上报告称，这一发现表明，现存鸟类的扩大前脑有助于它们适应快速变化的世界。

“独特的大脑形状，特别是非常大的大脑半球，是其他恐龙都无法生存而现存鸟类却能生存下来的主要原因，”雅典俄亥俄大学的古生物学家、这项研究的共同作者克里斯托弗·托雷斯说。

6600 万年前，一颗直径超过 6 英里的小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛，引发了海啸和野火，扬起了一层环绕地球的尘埃，遮挡了太阳的光线，导致植物死亡，地球气候也发生了巨大变化。然而，一些古代鸟类在这场灾难中幸存了下来，科学家们提出了几种可能让它们具有优势的特质。

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一种可能性是这些鸟类比它们的邻居体型更小，因此适应性更强。“生物需要吃多少食物、如何迁徙、可以在世界上的哪个地方生活、可以在哪个纬度生活，所有这些特征都与体型有关，”托雷斯说。

或者答案在于当今鸟类的无牙喙，它们可以吃从肉到种子等多种食物。

如今的鸟类也有非常复杂的大脑。“它们是极其聪明的生物，因此有人提出，大脑的某些方面以及大脑的功能可能对这种独特的生存能力有所贡献，”托雷斯说。

但不幸的是，我们对早期鸟类的大脑知之甚少。作为一个群体，它们相对较小，骨骼脆弱。托雷斯指出，化石化过程“残酷得难以想象”，少数经受住这一过程的头骨往往会变得扁平，难以辨认。

但始祖鸟是个例外，它是目前已知的最早的鸟类，生活在 1.5 亿年前。科学家已经确定它的前脑比现存鸟类小得多。

托雷斯和同事研究的 7000 万年前的鱼鸟头骨可能填补了始祖鸟和现存鸟类之间的一些空白。鱼鸟是一种鸽子大小的海鸟，有齿状喙，栖息在现今的北美。它也是已知与现存鸟类亲缘关系最近的鸟类之一。这意味着鱼鸟可以帮助研究人员缩小哪些特征是小行星撞击后幸存下来的鸟类谱系独有的。

托雷斯和他的团队利用几年前由堪萨斯州的收藏家发现的近乎完整的头骨的 CT 扫描，以数字方式重建了鱼鸟大脑的大致形状。研究人员随后将这个大脑与始祖鸟、几种更远亲恐龙以及数十种现存鸟类（包括火烈鸟、啄木鸟、企鹅、鸵鸟和知更鸟）的类似分析进行了比较。

现存鸟类的大脑是前脑的一部分，由左脑和右脑半球组成，相对于大脑的其他部分来说，它非常大。这个区域是高级认知发生的地方，包括处理感官信息、记忆等。

为了适应其惊人的体型，鸟类的大脑位置也与蛇和鳄鱼等其他爬行动物不同。现代鸟类的大脑位于中脑的顶部，而不是正前方。

托雷斯和他的同事发现，尽管鱼鸟在进化上与现存鸟类接近，但它的大脑与始祖鸟的大脑更相似。它的大脑仍然相当小，而且整体形状更呈线性。结果表明，直到现代鸟类出现后，笨重的大脑才真正变得明显。

托雷斯说，目前还不清楚这些扩大的前脑究竟给这些鸟类带来了什么优势。然而，他说，随着小行星撞击后环境的恶化，“它们处理这些变化并做出相应反应的能力，以及足够快的反应，可能在这场大规模灭绝事件中起到了至关重要的作用。”

尽管如此，大脑尺寸可能并不是当今鸟类祖先幸存下来的唯一原因。托雷斯说，它们的小身体、喙和其他特征可能也起了作用。研究人员确实试图通过分析 2,000 多种已灭绝和现存物种的测量数据来估计体型的影响。然而，他们觉得自己没有足够的关于当时生活的其他鸟类体型的信息，无法正确确定体型是否在生存中发挥了作用。

此外，他提醒说，研究人员只能利用两种古代鸟类头骨的数据。

“我们仍然不知道大多数早期鸟类的大脑是什么样子的，”托雷斯说。他希望未来能出土更多像鱼鸟那样保存完好的化石。“这真的会帮助我们完善这幅图景，更好地理解是什么让现存的鸟类如此特别。”

下一步，研究人员将对现存鸟类进行研究，以了解同一物种的不同成员大脑之间的差异。这反过来将有助于确定少数可用的鱼鸟和始祖鸟头骨是否真正代表了这些早已灭绝的鸟类。