科學家們利用 CAT 掃描(現代醫院的常用裝置)來觀察已滅絕的爬行動物——翼龍的頭部內部,翼龍是恐龍時代最早出現的飛行脊椎動物。 今天發表在《自然》雜誌上的研究結果表明,一種特殊的大腦和內耳結構使這些生物能夠成功地飛行和捕獵。
俄亥俄大學的勞倫斯·M·威特默和他的同事分析了兩種翼龍的化石頭骨:生活在 1.5 億年前(現在的德國境內)的喙嘴翼龍 (Rhamphorhynchus) 和生活在 1.15 億年前(在現在的巴西境內發現)的無齒翼龍 (Anhanguera)。 由於這些遺骸非常脆弱,製作模型極其困難,研究人員轉而使用計算機軸向斷層掃描技術。 他們使用的 CAT 掃描器比用於醫療目的的機器強大許多倍,使他們能夠開發出兩種翼龍大腦腔和耳道的三維計算機影像。 然後,研究小組將結果與從鱷魚和鳥類(這些生物現存的近親)獲得的影像進行了比較。 威特默解釋說:“我們可以比較翼龍和鳥類,以檢驗關於進化上相似但仍然截然不同的動物如何適應空中生活的假設。”
科學家們注意到已滅絕的空中爬行動物與它們現存的近親之間存在許多差異。 首先,在無齒翼龍 (Anhanguera) 中,半規管(有助於平衡的內耳結構)非常大。 此外,它們的朝向表明,與喙嘴翼龍 (Rhamphorhynchus) 和其他頭部水平方向捕獵的脊椎動物不同,無齒翼龍 (Anhanguera) 是用鼻子朝下捕獵的。
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大腦中稱為小腦絨球的區域的大小尤其值得注意,該區域參與控制運動。 在喙嘴翼龍 (Rhamphorhynchus) (一種翼展三英尺、頭骨四英寸的小型物種)和體型更大的無齒翼龍 (Anhanguera) (翼展 14 英尺、頭骨 20 英寸)中,小腦絨球約佔大腦總質量的 7.5%。 相比之下,鳥類僅使用大約 2% 的大腦用於該區域,而哺乳動物的使用量甚至更少。 (上圖顯示了無齒翼龍 (Anhanguera) (前景)和喙嘴翼龍 (Rhamphorhynchus)。 小腦絨球以綠色顯示。) 科學家們認為,這種增大是處理翼龍翼膜收集的大量資訊所必需的。 威特默評論說:“它們將翅膀用作額外的感覺器官,並將其與頸部、頭部以及最終的眼睛運動聯絡起來。 “身體可以改變位置,但眼睛始終專注於獵物。” 這種適應性使這些生物成為敏捷的飛行者。 柏林洪堡大學的大衛·M·昂溫在隨附的評論中寫道:“配備了‘智慧’翅膀,翼龍本應具有出色的飛行控制能力。 “儘管它們很古老,但它們甚至可能比現代鳥類和蝙蝠表現得更好。”