科学家发现世界上第一块恐龙脑化石
已发表: 2016-10-302004 年一个漆黑的冬夜，Jamie Hiscocks 在他位于英国苏塞克斯的家附近的海滩上发现了一块形状奇特的石头。 “我可以在我的手电筒中看到物体表面的结构化细节，”从事化石猎人行业的 Hiscocks 在一封电子邮件中告诉我。 “我立刻就知道这不是普通的鹅卵石。”
Hiscocks 将标本展示给牛津大学的顶级古生物学家 Martin Brasier。 布雷泽将其鉴定为恐龙内铸物——一种当沉积物填满动物头骨内部时形成的化石——属于禽龙，一种生活在白垩纪的恐龙。
但这不是您的标准内播。 一方面，它并不顺利。 “它看起来有点波纹； 有隆起和凹槽，” Brasier 的前学生 Alexander Liu 告诉我。 （Brasier 于 2014 年死于车祸。）
这让研究人员兴奋不已。 更仔细的分析揭示了几毫米厚的结构层，看起来像血管。 还有脑膜的痕迹，即保护大脑的坚韧外层，以矿物质形式保存。
大脑通常在死后很快分解。 如此之快，以至于从未从生活在陆地上的脊椎动物身上发现任何一块大脑化石。
正如刘和合著者在今天出版的伦敦地质学会特别出版物中所描述的那样，这使得这是有史以来发现的第一个恐龙脑化石。
这一发现——这是 Brasier 和其他人多年来缓慢追求的一个副项目——为古生物学家提供了一些希望，有一天古生物学家可以解开恐龙智慧的奥秘。 但也许更值得注意的是，这块大脑甚至在一开始就变成了化石。
软组织很少会变成化石
以前没有人发现恐龙大脑化石的原因有几个。
一方面，恐龙生活在很久很久以前。 几乎所有的人都彻底灭亡了； 他们的身体和骨头都腐烂了，没有留下任何痕迹。
一小部分人在偶然的情况下设法死去，这使得他们的组织和骨骼在岩石中变成了化石。 在这些罕见的有机组织变成化石的情况下，矿物质会进来代替组织。 但是像大脑这样的软组织分解得特别快——使其成为最不可能被保存的组织。
那么，是什么让这个特殊的大脑避开了原本会吞噬它的微生物呢？ Liu、Brasier 和同事必须成为法医调查员才能弄清楚这一点。
这是他们拼凑的故事。
它开始于大约 1.33 亿年前的白垩纪时期，当时地球是一个陌生得多的地方。 天气要暖和得多，两极几乎没有冰，我们今天居住的土地大约有三分之一被水覆盖。 大陆才刚刚开始彼此分离。
在这个陌生的世界——确切地说是在史前的英国——漫游着一种恐龙，这种恐龙看起来像一头巨大的（30 英尺长，7 英尺高）爬虫类马，尾巴和脊背上有一个尖峰。
当这只禽龙死亡时，它的大脑发生了几件偶然的事情，变成了化石。
1)当这种动物死亡时，它可能头朝下掉入水中，头骨倒置。 这限制了暴露在空气中。 （大脑在有氧的情况下会迅速分解。）
2)头骨保持完整，所以当一小部分大脑开始分解时，它吸收的化学物质留在脑壳内。 这种分解“释放了营养物质和酶，富含铁和磷酸盐，”刘解释说。
3）这些营养物质和酶基本上腌制了大脑的另一部分，保留了它。 这些营养素和酶还含有正确的化学物质，可以开始矿化过程。
4)刘解释说，也许在几天之内，保存下来的部分——只有几毫米厚的部分被压在头骨上——开始被磷酸盐和碳酸盐矿物取代。 化学反应使矿物质能够转化有机材料，模仿它们的结构。
随着时间的推移，那个化石大脑与身体的其他部分分离。 它被潮汐和风暴携带，并在英国的潮汐池中找到了家。 （英国海岸线及其裸露的沉积岩是化石猎手的最爱。） 2004 年，一场冬季风暴发现了一片先前被淹没的海滩，幸运的是，像 Hiscocks 这样的专业人士路过。 “作为一个如此脆弱的东西，下一场风暴可能会摧毁它，”希斯科克斯说。
科学家们发现了血管，这表明这确实是大脑的一部分
多年来，这块化石一直是 Brasier 的一个副项目（他通常研究更古老的化石，更接近地球上生命的起源）。 刘说，大部分研究都是由他的学生完成的，他们也参与了其他项目。 所以他们花了很长时间才证实了他们的预感。
“我们得到的数据中最有说服力的是血管，”刘说。 “他们是无可争议的； 他们不可能是别的东西。 它们具有正确的直径，以正确的方式分支，它们是中空的，并且位于正确的位置。”
您可以在电子显微镜图像上清楚地看到血管。 在这里，箭头指向血管是空心的证据。
在这里，您可以像任何普通毛细管一样看到血管分支。
血管如此清晰使科学家们确信他们也看到了脑膜。 刘说，也有一些皮质（灰质）组织化石的证据，但他们没有那么自信。
据刘说，该论文几乎准备好在 2010 年发表，但 Brasier 推迟了。 他希望 Hiscocks 保证这块化石最终会进入博物馆，供所有人研究和观看。 当化石在博物馆中时，它允许其他人复制研究结果。 尚未确定化石最终的确切机构。
化石能告诉我们有关恐龙智力的任何信息吗？
在许多方面，这一发现实际上并没有告诉我们太多关于恐龙的信息。
“我们当然知道恐龙有大脑，”剑桥古生物学家、该论文的合著者大卫诺曼说。 他说，这篇论文更像是一个概念证明：像大脑一样柔软和粘糊糊的组织在适当的环境下可以变成化石。
刘说，这应该会激发化石策展人回顾他们的收藏。 “现在我们知道这些软组织可以保存下来，”他说，“人们可以回到博物馆收藏品中寻找它们，重新检查它们，看看它是否更常见。”
更多的恐龙大脑标本可以帮助解开关于恐龙智力的一个大谜团：它们的大脑更像现代爬行动物还是更像现代鸟类？
在现代爬行动物中，大脑通常不会占据头骨中的所有空间。 它比头骨小得多，由填充它的组织支撑。 然而，在鸟类中，大脑通常确实占据了大部分头骨。
更像鸟的大脑表明恐龙比典型的爬行动物更聪明。
这个禽龙大脑有一些证据表明它确实占据了大部分头骨，但尚无定论。 因为动物可能倒挂着死去，脑组织可能已经在头骨的顶部展开。 “你不能说这是恐龙大脑比我们想象的要大的证据，”诺曼说。 至少，刘说，大脑的大小表明禽龙至少和现代鳄鱼一样聪明（不是动物王国中最聪明的，但足够狡猾的猎人）。
诺曼、刘和他们的同事在前进之后的首要问题不是“恐龙有多聪明？” 它比那大得多。 “它正在揭开地球的历史，”诺曼说。 这些动物生活在一个与我们今天生活的星球大不相同的星球上。 他们的生物学、生理学是什么让他们茁壮成长？ “问题几乎是无止境的，”他说。 而这个化石只是激发了更多的火花。
资料来源：剑桥大学、大学先驱报和其他媒体的