恐龙用鼻子防大脑被烤熟

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你每一次呼吸，都会吸入在某个时候曾经是一头恐龙的一部分的原子，这个想法有些疯狂，但在你兴奋于你和恐龙好基友有多少共同点之前，也许值得告诉你虽然你们两个可能呼吸过同样的空气，恐龙的呼吸方式大不相同——而这可能对于它们的生存至关重要。

俄亥俄大学的研究者们使用计算流体力学原理对空气和热量流经各种恐龙鼻腔进行建模，表明恐龙鼻子令人费解的大小和复杂性可能是这些庞然大物没有烤熟自己大脑的原因。

恐龙鼻腔的大小和复杂性长期困扰着关心恐龙生理学的研究者们，俄亥俄大学研究生Jason Bourke这样写道，他作为主要作者的一项研究去年十月发表在《解剖学记录》上。上周在达拉斯的古脊椎动物学会年会上，Bourke在这些研究结果上进一步扩展。

破解恐龙鼻子之谜的主要问题之一是构成鼻腔的所有龙肉数百万年前已经腐烂了，没给研究者们留下多少它们如何构造的线索。

剑角龙中这种气流过程的动画

由于美国国家科学基金会可视互动恐龙项目的资金，Bourke和他的同事们得以转向恐龙的现代亲属——鸟、鳄鱼、和蜥蜴——寻找如何开始重建恐龙鼻子的线索。他们通过解剖和CT扫描收集到足够数据后，该团队进入虚拟，跑了气流模拟来看这些动物如何呼吸。

在这之后，就是寻找一个合适的候选恐龙来测试他们的模型，他们最终选择了肿头龙，这是一群头顶有数寸厚骨头的草食动物。虽然古生物学家们相当确信这种骨骼结构用作视觉展示和保护，它也有一个奇异的次生作用：它把身体其他部分的软组织变成骨头，最明显是在鼻子上，这种所有脊椎动物都共有的过程称为骨化。

“在肿头龙中不一样的是，这种形成骨骼的正常过程看来被开了挂，”Bourke告诉我，“这产生了它们头顶的厚厚穹顶，但看来也导致钙质沉积在其它软组织结构，如鼻子内部或眉弓上的软骨，这个过程被称为超矿化作用，肿头龙似乎拿它开挂了。”

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有趣的是，当该团队检查圆头龙和剑角龙(肿头龙的两个属)的头骨时，他们注意到称为鼻甲的“成卷的鼻区骨头”，这些鼻甲的存在先前已被关联到嗅觉，但Bourke的建模表明对于这些恐龙它们还有一个额外功能：帮助保持大脑冷却。

该小组的研究表明恐龙的血液很可能在流向大脑时经过这些鼻甲，在途中气流冷却血液，在这方面肿头龙原来与现代鸵鸟和鳄鱼非常相似。

在上周的古脊椎动物学会会议上，Bourke用研究其它恐龙拓展了该研究，包括兽脚类恐龙(如霸王龙)和背甲龙，测试Larry Witmer和Scott Sampson十六年前提出的理论，他们假说大型恐龙具有比小型恐龙更大的鼻子是因为鼻子充当了一个散热器，排放来自身体深处的多余热量，就像大象用耳朵做的那样。

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他发现鼻腔通道形状象卷曲吸管的背甲龙能非常有效地从身体传递热量并冷却大脑，而另一方面，兽脚类恐龙具有很短的简单鼻子，通过鼻腔通道从大脑散热的能力就没那么好。

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“这项更大范围研究的好处是它揭示出大型恐龙的增强型鼻子不仅擅长热交换，而且其工作方式和我们在大多数鸟类和哺乳动物中见到的有根本不同，”Bourke说，“大多数恐龙只是使它们的标准单通道鼻子变得更长、更错综复杂。”

像霸王龙这样的大型恐龙如何保持冷静还有待研究。

“霸王龙等肉食兽脚类恐龙也有其它大型恐龙一样的过热问题，但它们似乎没有用鼻子来保持大脑冷却，”Bourke说。

他打算使用与用在肿头龙上类似的计算流体力学技术来测试声称要回答这个难题的一系列理论。Bourke和他的同事们在这个方向上的工作很可能被证明是解决古生物学中一个长期谜题的工具。

本文译自 Motherboard，由 王丢兜 编辑发布。