2019年,人类学副教授、著名古生物学家斯蒂芬·切斯特(Stephen Chester)参与了一项开创性的合作研究,该研究利用科罗拉多斯普林斯丹佛盆地的稀有化石,展示了6600万年前恐龙灭绝后哺乳动物的体型是如何增加的,他没有意识到会有如此令人兴奋的后续研究。
这项研究于2019年10月发表在《科学》杂志上,它说明了这段时间间隔是如何让哺乳动物和后来的人类在身体上成长为优势物种的,但它并没有说明中欧体育APP灭绝的亲戚何时开始在智力上分开。
直到现在。
虽然从概念上理解人类拥有动物中最大的大脑似乎是显而易见的,但如果你要将人类大脑的绝对大小与大象的大脑进行比较,那么大象很容易赢得比赛。然而,人类拥有最大大脑的说法并不一定是不准确的,因为科学家经常讨论大脑大小与体重的关系。当涉及到大脑的相对大小时,人类、灵长类动物和哺乳动物的大脑比其他脊椎动物大得多。
但是哺乳动物的大而复杂的大脑是什么时候开始进化的呢?
很长一段时间以来,古生物学家一直难以回答这个问题。虽然一些恐龙时代的哺乳动物头骨化石是已知的,但在恐龙灭绝和几个现代哺乳动物群体出现之间的化石记录中存在着一个关键的1000万年的差距。在这一时期,许多已经灭绝的哺乳动物物种都是已知的,但它们大多是由碎片化石代表的,比如破碎的颌骨和孤立的牙齿。这一时期完整的哺乳动物头骨极为罕见,尤其是在恐龙灭绝后地球恢复的第一个一百万年。
切斯特解释说:“中欧体育APP对恐龙灭绝后哺乳动物体重增加的速度有一种感觉,但直到最近,由于新的化石发现和CT扫描技术的进步,哺乳动物大脑的大小和结构在这段时间内的变化很难量化。”
时间快进到2022年,切斯特也在纽约市大研究生中心任教,专门研究灵长类动物和其他胎盘哺乳动物的早期进化史,他再次成为一个由古生物学家和其他研究人员组成的国际小组的一员,该小组在一定程度上利用科罗拉多发现的化石来了解哺乳动物的大脑进化。这项由爱丁堡大学的Ornella Bertrand领导的研究成果最近发表在3月31日的《科学》杂志上。这项新研究对跨越近2亿年哺乳动物进化史的100多个哺乳动物头骨化石进行了CT扫描,并对虚拟大脑进行了数字重建和测量。对所有这些灭绝的哺乳动物的体重也进行了计算,有趣的是,结果表明,在恐龙灭绝事件之后,哺乳动物的体型在大脑体积增加之前就增加了很多。
换句话说,哺乳动物的大脑并没有随着时间的推移而逐渐增大,相反,在恐龙灭绝之后,哺乳动物的大脑的相对大小实际上减小了,因为在一个没有恐龙的新世界里,哺乳动物正在填补生态位,而自然选择倾向于更大的身体。直到又过了1000万年,许多哺乳动物群体才进化出更大、更专业化的大脑。
伯特兰解释说:“维持大的大脑是昂贵的,如果没有必要获取资源,可能会对早期胎盘哺乳动物在小行星撞击后的混乱和动荡中的生存造成不利影响。”切斯特在这一领域的工作中欧体育官方网站可以追溯到2016年,当时他和来自罗文大学的同事卢克·霍尔布鲁克(Luke Holbrook)获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的资助,对哺乳动物化石进行CT扫描,研究它们的解剖结构,并最终弄清楚这些古代哺乳动物与今天活着的现代哺乳动物之间的关系。
切斯特和霍尔布鲁克的CT扫描了许多头骨化石,这使他们能够创建3D虚拟模型来研究这些已灭绝哺乳动物的内部颅骨解剖结构,包括曾经被大脑填充的头骨空间。他们当时正在美国自然历史博物馆工作——切斯特是那里古生物部门的助理研究员——这时,伯特兰领导的另一个研究小组显然正在为一个类似的研究项目研究相同的标本。
在谈到这两个项目的合作性质时,切斯特说:“科学家们在类似的研究问题上趋于一致是很常见的,如果运气好的话,这就会导致大规模的跨学科合作,而这些合作在当今往往需要进行全面的研究。”