三角龙有一个巨大的鼻子,可能用来冷却它巨大的头部

三角龙的巨大头颅可能不仅仅是用来炫耀它那对著名的角。通过对化石头骨进行CT扫描和3D重建,研究人员在其巨大的口鼻部内发现了一个令人惊讶的复杂鼻腔系统。这个结构可能不仅仅是一个超大的嗅觉器官,它很可能容纳着复杂的神经和血管网络,甚至还有帮助调节热量和湿度的特殊结构。

如果你在野外遇到一只三角龙,你首先可能会问:"它们不是灭绝了吗?",然后会想:"它的头为什么这么大?" 东京大学博物馆的项目研究员多田诚士郎在研究一件标本(化石)时,发现自己就专注于第二个问题。"我从硕士阶段就开始研究爬行动物头部和鼻子的进化,"他说。"特别是三角龙,它的鼻子非常大且不寻常,尽管我记得爬行动物的基本模式,但我无法弄清楚器官是如何容纳在里面的。这让我对它们的鼻腔解剖结构及其功能和进化产生了兴趣。"

恐龙有各种形状和大小,它们的头骨尤其多样化。被称为角龙类的有角恐龙拥有一些最引人注目的头部结构,而三角龙则是最具辨识度的恐龙之一。然而,尽管它名声在外,科学家们对其头骨内部的样子仍然相对知之甚少。多田和他的同事们着手重建隐藏在这块化石骨骼中的软组织。

CT扫描揭示不寻常的鼻腔"线路"

"利用基于X射线的三角龙CT扫描数据,以及对现代爬行动物口鼻部形态的了解,我们在其鼻子中发现了一些独特的特征,并首次提出了关于角龙类恐龙软组织解剖学的全面假说,"他说。"三角龙的鼻子里有不同寻常的'线路'。在大多数爬行动物中,神经和血管从颌部和鼻子延伸到鼻孔。但在三角龙中,头骨的形状阻挡了颌部路径,因此神经和血管走的是鼻腔分支。从本质上讲,三角龙的组织以这种方式进化是为了支撑它的大鼻子。我在像拼图一样拼凑一些3D打印的三角龙头骨碎片时逐渐意识到了这一点。"

研究团队发现,头骨的结构迫使神经和血管遵循与大多数爬行动物不同的路径。它们不是通过颌部进入,而是穿过鼻腔区域。这种重新排列的内部结构似乎是为了适应和支撑这种恐龙异常大的鼻子而进化出来的。

呼吸鼻甲与热量控制的证据

研究人员还在三角龙的鼻子内识别出了一种称为呼吸鼻甲的结构迹象。很少有恐龙显示出这种特征的存在证据,尽管恐龙的后裔——鸟类,以及哺乳动物都有。呼吸鼻甲是鼻腔内薄薄的、卷轴状的骨骼,增加了表面积,使血液和空气能够更有效地进行热量交换。

三角龙可能不是完全温血的,但这些结构仍然可能在控制体温和保持水分方面发挥了重要作用。考虑到其头骨的尺寸,管理热量本就是一个挑战。呼吸鼻甲的存在表明它的鼻子有助于稳定内部状况。

"虽然我们不能100%确定三角龙有呼吸鼻甲,因为大多数其他恐龙没有它们存在的证据,但一些鸟类有呼吸鼻甲的附着基座(脊),而角龙类恐龙在其鼻子的相似位置也有类似的脊。这就是为什么我们得出结论,它们像鸟类一样拥有呼吸鼻甲,"多田说。"角龙类恐龙是最后一类其头部软组织可以供我们进行此类研究的类群,所以我们的研究填补了那个恐龙形状拼图的最后一块。接下来,我想着手解决它们头骨其他区域(比如它们特有的颈盾)的解剖学和功能问题。"

资金信息:日本学术振兴会(JSPS)KAKENHI,项目编号 24KJ1879;JSPS青年研究员海外挑战计划。