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衡量恐龙智力的艰巨任务

研究人员采用了复杂的方法来揭示恐龙可能有多聪明。这些发现仍在专家之间激烈争论。

作者:Sofia Quaglia
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图片来源:slexp880/Shutterstock

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即使是对现存的动物来说,研究智力也是一项极其困难的任务。部分原因在于,关于智力究竟“是什么”,科学界还没有定论。

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因此,估算任何已灭绝生物的智力就更是难上加难。对于恐龙来说,再加上它们已经消失了数千万年,这项任务需要……更多的头脑和推测。

尽管如此,学者们还是采用了几种不同的方法来解决恐龙智力的问题。

他们的方法依赖于一系列形态学指标,如绝对和相对脑容量以及神经元数量,或者将恐龙与其在进化树上的亲属进行比较。

更具挑战性的是,“恐龙”这个词本身就涵盖了一个广泛的类别。这些生物在形态、生活方式和饮食习惯方面都极其多样,这意味着有些恐龙可能比其他恐龙聪明得多。

总而言之,争论激烈,研究方法也令人费解。

恐龙有多聪明?

上世纪 70 年代,当科学家们首次开始质疑是否能从形态学特征(例如大脑的大小)中获取恐龙智力信息时,他们提出了 EQ,即脑化商

这项计算测量动物大脑重量与其身体其他部分的比例,然后将其与同一分类群中的其他动物进行比较。

人类大脑相对于身体的比例很大,脑化商约为 7.5。

海豚的脑化商在 4.0 到 4.5 之间。黑猩猩则在 2.2 到 2.5 之间。

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衡量恐龙的大脑大小

就恐龙家族而言,霸王龙与其它爬行动物相比,其脑化商在 2.0 到 2.4 之间。

据古生物学家史蒂夫·布鲁萨特(Steve Brusatte)的书《恐龙的兴衰》所说,这可能意味着霸王龙的智力可能与黑猩猩相当。

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这似乎表明霸王龙并非完全愚蠢。


阅读更多:霸王龙:可怕。聪明。善于社交?


脑化商方法

然而,尽管脑化商在过去几十年里是科学家们的一个很好的初步工具,但学者们对于它到底能有多大程度的信任仍然存在争议。

犹他大学神经生物学教授斯科特·罗杰斯(Scott Rogers)说:“这些动物的体型非常巨大,所以我认为它们的大脑大小的重要性被相当扭曲了。”他同样使用大脑形态学来了解恐龙的行为。

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一个重要的考虑因素是,布鲁萨特的霸王龙大脑计算是基于与现代爬行动物的比较,从而得出了一个较高的脑化商数值。然而,如果将其与鸟类进行比较,根据一项2013年的研究,它的数值实际上非常低,为 0.1-0.2。根据一项2013年的研究

因此,跨越主要动物类群的脑化商比较可能意义不大。

重新审视大脑质量

另一方面,大脑的质量计算是出了名的棘手。

布鲁萨特的计算假设成年霸王龙大脑腔的 50% 被大脑填充。但现代鳄鱼只填充了它们头腔的 30%。

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此外,在对现存动物进行测试时,大脑大小与其认知能力的相关性不高

因此,将霸王龙的智力与黑猩猩的智力进行比较,可能会具有极大的误导性。

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阅读更多:自石器时代以来,人类大脑一直在缩小


恐龙聪明吗?

今年一月,《比较神经学杂志》上发表的一篇研究论文认为,一些恐龙比之前认为的要聪明得多。

范德堡大学的神经科学家 Suzana Herculano-Houzel 是该研究的作者,她告诉《华盛顿邮报》,霸王龙和迅猛龙可以被称为“那个时代的灵长类动物”。告诉《华盛顿邮报》

这部分是基于它们拥有约 30 亿个大脑神经元,而大脑重量为 343 克,超过了狒狒。

这意味着霸王龙不像我们长期以来认为的那样愚蠢。

然而,来自杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的比较认知研究员Kai Robert Caspar和他的许多同事都对这些结果表示质疑。他们正在撰写一篇研究论文来反驳这些发现。

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挑战神经元理论

首先,Caspar 说,该论文的方法存在错误:它再次假设霸王龙的大脑填满了整个颅腔。它还假设神经元密度与某些鸟类相似,而霸王龙的大脑不一定如此。

其次,与脑化商一样,仅凭数量来推断智力可能是不准确的,而忽略了质量。

Caspar 说:“我非常怀疑我们是否应该接受神经元数量作为认知能力的一个良好指标。” “神经元可能是神经系统的计算单元……神经元是如何相互连接和组织的也很重要。”

考虑恐龙的现存亲戚

不要忘了,现在有一些动物是恐龙的远亲。

其中包括鸟类,它们从被称为兽脚亚目的食肉恐龙(包括霸王龙)进化而来,以及鳄鱼,它们从恐龙的祖先——翼龙(也称为统治爬行动物),同样与霸王龙相关——进化而来。

在进化树上,这些动物位于恐龙的两侧,因此学者们可以进行比较,并对这些现存生物的哪些特征也存在于当时的恐龙身上做出有根据的猜测。在进化树上,

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这种技术被称为系统发育外推。

Caspar 说:“如果你有一种特定的认知特征,如果它同时存在于鳄鱼和各种鸟类中,那么我认为我们可以提出论点,认为它也存在于恐龙身上。”

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阅读更多:今天哪些物种是恐龙的后代?


与鸟类和鳄鱼相比

根据这一理论,学者们认为一些恐龙的聪明程度可能与鸟类相当,而另一些则与鳄鱼相当。

但 Caspar 说,系统发育外推法无法预测这类事物,因为你需要考虑其他证据。

例如,霸王龙的大脑形态更类似于鳄鱼而非鸟类,尽管它与鸟类的亲缘关系更近。而这一因素比根据现存亲戚是否存在来估算特征更为重要。

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测量大脑铸模

犹他大学的 Rogers 擅长使用恐龙头骨的内部测量数据——也就是“脑模”——并将其与现存亲戚的大脑模型进行比较。

例如,将一只异龙(与霸王龙相当相似)的大脑铸模放在一只短吻鳄大脑模型旁边,很明显它们的形状非常相似。

Rogers 说:“Bingo,”他将两者放在一起。“非常好的匹配。”

他说,这是异龙或霸王龙表现出的行为和大脑工作方式的最准确的“第一证据”。这是因为该方法可以揭示神经元分布的区域,并与现存动物不同大脑区域的功能进行比较。

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神经元模式类似鳄鱼

Rogers 说:“[像鳄鱼一样,] 神经元集中在这里的感官区域,在嗅觉部分。而不像这里,那里是端脑所在的地方。”

后一个区域在鸟类和哺乳动物中发育得更为完善,负责感官处理和学习。

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现在这意味着我们可以推测,霸王龙可能以与鳄鱼和短吻鳄相同的方式而聪明。

Rogers 说:“我认为这种比较很有用。” “我们能说它是准确的吗?当然不能。”


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终极智力测试

Caspar 认为,今后,学者们必须采用“综合方法”。

这意味着要依靠尽可能多的不同证据,从神经元数量到脑模,再到与现存动物的比较。

Caspar 说,最终我们真的不知道恐龙能有多聪明。

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Rogers 补充说,考虑环境可能提供一些答案:“智力更多的是适应性的概念。我是说,你在你的环境中有多成功?”

从他的角度来看,恐龙存在了数千万年,并且“表现得非常好”。

他说:“环境发生了相当大的变化才将它们消灭。” “对我来说,这似乎表明它们实际上相当聪明。”


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  • Sofia Quaglia

    Sofia Quaglia是一名自由记者,撰写关于所有科学相关内容以及我们如何谈论科学的内容。她的作品曾出现在《纽约时报》、《国家地理》、《卫报》、《新科学家》等媒体上。她的使命是每月去一个不同的国家,走遍整个地球,因此她自2021年起就一直在路上生活。

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