1.2亿岁的鸟的大脑显示数字重建

热河鸟raven-sized鸟,生活在1.2亿年前,恐龙进化成鸟类最早的例子,在中国现在。已经发现的化石精心保存,但砸平层的沉积物沉积的结果。这意味着没有人可以好好看看热河鸟的头。但在一项新的研究中,研究人员数字重建热河鸟头骨,揭示它的眼睛和大脑的详细信息,阐明其视觉和嗅觉。

”热河鸟白垩纪是我最喜欢的鸟,它有很多不寻常的,原始的特征,这有助于揭示不同的鸟类是如何进化的更大的故事,“靖奥康纳说,在菲尔德博物馆副馆长化石的爬行动物之一,论文的作者描述的发现林奈学会动物学》杂志的。“这项研究是第一次我们真的在这只鸟的头骨是什么样子,它的大脑肯定是什么样的,这是非常激动人心的。”

该研究的第一作者,汉族,经历了约100化石在中国山东天宇自然博物馆和选择保存最完整的头骨——仍然被夷为平地,但完好无损。“很难找到合适的头骨化石在100年左右,因为我们不知道如果一个头骨会为我们提供我们想要的信息在扫描之前,和由于成本高质量的扫描,我们不能扫描所有这些标本选择最好的一个。然而,我选择了这个,因为至少从暴露面,它是相对完整的,也是重要的是,这个头骨保存是独立于身体的其他部位,”胡先生说,地球科学系的研究员,牛津大学,英国。“这是非常有用的,因为我们通常不会把头骨从骨骼是否清晰之前,没有人想要伤害这些化石,但一个孤立的头骨的大小会减少扫描区域,这将增加扫描质量。幸运的是,这里的样品我们选择这个项目几乎是一个完美的一个,它为我们提供了这么多未知信息后数字重建。”

“这些骨头就像一袋薯片的底部——他们没有完全压碎,但部分被压实,”O ' connor说。“所以我们能够CT扫描,基本上采取一系列的x射线,堆放在一起,形成一个三维图像,然后进行数字)重新阐释并重建头骨从所有这些骨头。”

“我们能够看到不同特性的头骨从未见过的热河鸟,我们甚至可以推断它的大脑是什么样子,”合著者和菲尔德博物馆博士后研究员马特奥Fabbri表示。

大脑本身并不是保存软组织很少,但是鸟类和恐龙的大脑倾向于巢巧妙地在他们的头骨。了解鸟的化石头骨的形状和尺寸,因此,告诉我们很多关于它的大脑,就像一个手套给一个像样的近似的手的形状。更重要的是,大脑结构是守恒的跨物种,随着时间的推移,嗅灯泡和小脑在同一通用点你是否看着一只青蛙的大脑,一个人,或一个化石鸟。

由于这些结构的长期存在的位置,研究人员能够确定热河鸟的大脑与现代鸟类和恐龙(或者,严格地说,非鸟类恐龙——所有鸟类,包括热河鸟恐龙,但并不是所有的恐龙都是鸟)。

”热河鸟大脑形态过渡,中间我们看到在非鸟类恐龙和现代鸟类,我们看到”Fabbri说。“如果你看看恐龙的头骨,你看到的是一个地方一个爬行的大脑,这意味着他们有非常大的嗅觉灯泡,和视叶中脑的减少。他们可能有很好的嗅觉,而不是伟大的景象,这是很卑鄙的。另一方面,如果你看看现代鸟类,他们在做相反的事情。他们嗅觉小灯泡,非常大的光叶。热河鸟落在中间。”

热河鸟有更大的比大多数现代鸟类的嗅觉灯泡,这意味着它可能更依赖它的嗅觉比现代鸟类(除了几个keen-smellers,像秃鹰)。热河鸟的强烈气味的上下文中有意义的最近的另一个研究团队,显示热河鸟是早期fruit-eating动物。”水果成熟时,它们会释放出大量的化学物质,”O ' connor说。“我们不能证明这一点,但有更好的嗅觉可能有帮助热河鸟找到水果。”

除了大脑适应闻,研究者发现热河鸟可能是看到在白天比晚上好。鸟类有骨头叫巩膜的戒指,帮助确定有多少光进入他们的眼睛。物种需要看到晚上,像猫头鹰一样,有更广泛的巩膜的环开口相对于他们的眼眶,让更多的光;鸟类是活跃在白天有窄光穿过开口,就像照相机的光圈。热河鸟的巩膜的戒指似乎表明,它是最活跃的白天。

所有这些头骨特性梯子到更好的理解这种早期鸟类的生活方式及其生态系统发挥的作用。“重建一个头骨是艰苦的工作,人们开始花了时间去做,这是越来越明显,鸟类的进化是比我们预期的更复杂,”Fabbri说。“这不仅仅是恐龙和现代鸟类不同,这是不同于其他早期鸟类。这不是一个简单的进化故事。”

“靖一样,热河鸟也是我最喜欢的鸟类之一。其特殊地位的一个最原始的鸟类提供过渡期间确定完成它的故事将揭示真正的风景,关键进化时期,而且,告诉我们为什么和如何现代鸟类——唯一活着的恐龙进化到现在我们所看到的。”胡说。

参考王:胡(H, Y,尹浩然,Fabbri。颅骨学和古生物学的白垩纪早期鸟类热河鸟的鸟纲:Jeholornithiformes)。林奈学会动物学》杂志的。2022年10月24日在线发表:zlac089。doi:10.1093 / zoolinnean / zlac089

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