甲龍腦袋自帶空調(diào)，專為大腦降溫

我們都知道鼻子是用來進(jìn)行呼吸的，不過生活在7500萬年前的甲龍類恐龍發(fā)現(xiàn)了鼻子的新用途，那就是幫助身體降溫，特別是給大腦“制冷”。

圖注：尾巴上長(zhǎng)有尾錘的包頭龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

甲龍類是一群非常獨(dú)特的恐龍，它們以四肢緩慢行走，身上長(zhǎng)滿了堅(jiān)硬的甲片和棘刺，尾巴末端還長(zhǎng)有可以作為武器的骨錘。對(duì)于甲龍來說，安全不是大問題，散熱才是大問題。想象一下，甲龍類在炎熱的白堊紀(jì)頭頂烈日活動(dòng)緩慢行走，它們體內(nèi)的溫度肯定會(huì)不斷升高，如果高溫的血液進(jìn)入大腦，很容易導(dǎo)致中暑、昏厥甚至是死亡。那么甲龍們?cè)撛趺崔k呢？

甲龍們是如何避免自己的大腦被“煮熟”的呢？來自美國(guó)俄亥俄大學(xué)和紐約州立大學(xué)的科學(xué)家通過運(yùn)用新技術(shù)找到了其中的答案。古生物學(xué)家使用醫(yī)院中的CT對(duì)胄甲龍（Panoplosaurus）和包頭龍（Euoplocephalus）的頭骨化石進(jìn)行了掃描，然后又通過三維建模技術(shù)對(duì)頭骨內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和空間進(jìn)行了重建。

圖注：胄甲龍的頭骨，圖片來自威特默實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站

圖注：胄甲龍和包頭龍的頭骨內(nèi)部重建，圖片來自威特默實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站

當(dāng)重建后的甲龍類頭骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來之后，古生物學(xué)家驚奇的發(fā)現(xiàn)原來甲龍類的鼻腔通道并不是我們想象的那種直線型的，而是蜿蜒曲折的，就好像山區(qū)回旋彎曲的盤山公路一樣。如果將甲龍類鼻腔通道在平面上進(jìn)行拉直，那么其長(zhǎng)度等于其頭骨長(zhǎng)度的兩倍。

圖注：包頭龍鼻腔重建，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

圖注：包頭龍的頭骨及內(nèi)部重建，可以看到鼻腔、血管和大腦，圖片來自威特默實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站

如此長(zhǎng)而且曲折的鼻腔通道有什么用呢？古生物學(xué)家采用了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)建模揭開了其中的奧秘。當(dāng)空氣在如此蜿蜒曲折的鼻腔通道中經(jīng)過的時(shí)候，空氣本身的溫度會(huì)上升2.2℃，這2.2℃正是來自于鼻腔通道周圍豐富的血管。如果再考慮到通道內(nèi)水汽可以進(jìn)一步吸收血管的熱量，甲龍類鼻腔的降溫作用會(huì)更加明顯。要知道，經(jīng)過甲龍類鼻腔降溫之后的血液恰恰是流向大腦的，所以甲龍類的大腦能夠保持足夠的涼爽。

研究顯示，甲龍類鼻腔通道所構(gòu)成的熱交換系統(tǒng)是非常有效的，可以很好冷卻大腦，防止體溫過高。甲龍類如此復(fù)雜的鼻腔真的有必要嗎，不會(huì)造成浪費(fèi)嗎？古生物學(xué)家做了兩個(gè)假設(shè)性試驗(yàn)，一個(gè)試驗(yàn)是將甲龍類的鼻腔通道長(zhǎng)度縮短，另一個(gè)試驗(yàn)是將彎曲的通道拉直。使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算散熱效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種假設(shè)的降溫效率下降了50%以上，這證明了甲龍類鼻腔結(jié)構(gòu)看上去復(fù)雜，其實(shí)是非?？茖W(xué)有效的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是在長(zhǎng)期演化中形成的。

除了幫助大腦和身體降溫，甲龍類曲折的鼻腔通道或許還有另一個(gè)作用，那就是對(duì)氣味進(jìn)行識(shí)別。甲龍類鼻腔通道內(nèi)可能有豐富的嗅覺神經(jīng)末梢，能夠辨別空氣中的氣味分子，借此發(fā)現(xiàn)同類、尋找食物，還能夠察覺到周圍的食肉恐龍，這可是非常重要的。

圖注：正在用尾錘反擊暴龍類的包頭龍，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

領(lǐng)導(dǎo)本次研究的古生物學(xué)家勞倫斯·威特默（Lawrence Witmer）解釋道：“大體型的生理應(yīng)力可能刺激了一些這些解剖學(xué)新奇，以幫助調(diào)節(jié)大腦溫度。”在未來，古生物學(xué)家還可以使用相同的方法研究其他大型恐龍鼻腔中的秘密。

圖注：古生物學(xué)家勞倫斯·威特默，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

該研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)資助Witmer(Visible Interactive恐龍項(xiàng)目的一部分)和NSF與Bourke的獎(jiǎng)學(xué)金以及俄亥俄大學(xué)骨科醫(yī)學(xué)院遺產(chǎn)學(xué)院資助。

PS：

包頭龍（Euoplocephalus），屬于甲龍類，生存于距今7640至7560萬年前的晚白堊世，生存地點(diǎn)是北美洲的加拿大西部。包頭龍是大型的甲龍類恐龍，體長(zhǎng)可達(dá)5.5米，高1.8米，寬2.4米，體重2.5噸。

圖注：包頭龍的復(fù)原圖，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

胄甲龍（Panoplosaurus），屬于甲龍類，生存于距今7600萬年前的晚白堊世，生存地點(diǎn)是北美洲的加拿大西部。包頭龍是大型的甲龍類恐龍，體長(zhǎng)在5至7米，高2米，體重約1.5噸。