甲冰片袋自带空调,专为大脑降温
我们都晓得鼻子是用来停止呼吸的,不外生活在7500万年前的甲龙类恐龙发现了鼻子的新用处,那就是帮忙身体降温,出格是给大脑“造冷”。
图注:尾巴上长有尾锤的包头龙,图片来自收集
甲龙类是一群十分奇特的恐龙,它们以四肢迟缓行走,身上长满了坚硬的甲片和棘刺,尾巴末端还长有能够做为兵器的骨锤。关于甲龙来说,平安不是大问题,散热才是大问题。想象一下,甲龙类在炎热的白垩纪头顶烈日活动迟缓行走,它们体内的温度必定会不竭升高,若是高温的血液进入大脑,很容易招致中暑、昏厥以至是灭亡。那么甲龙们该怎么办呢?
甲龙们是若何制止本身的大脑被“煮熟”的呢?来自美国俄亥俄大学和纽约州立大学的科学家通过运用新手艺找到了此中的谜底。古生物学家利用病院中的CT对胄甲龙(Panoplosaurus)和包头龙(Euoplocephalus)的头骨化石停止了扫描,然后又通过三维建模手艺仇家骨内部的构造和空间停止了重建。
图注:胄甲龙的头骨,图片来自威特默尝试室网站
图注:胄甲龙和包头龙的头骨内部重建,图片来自威特默尝试室网站
当重建后的甲龙类头骨内部构造呈现出来之后,古生物学家诧异的发现本来甲龙类的鼻腔通道并非我们想象的那种曲线型的,而是蜿蜒盘曲的,就仿佛山区盘旋弯曲的盘山公路一样。若是将甲龙类鼻腔通道在平面长进行拉曲,那么其长度等于其头骨长度的两倍。
图注:包头龙鼻腔重建,图片来自收集
图注:包头龙的头骨及内部重建,能够看到鼻腔、血管和大脑,图片来自威特默尝试室网站
如斯长并且盘曲的鼻腔通道有什么用呢?古生物学家接纳了计算流体动力学建模揭开了此中的奥妙。当空气在如斯蜿蜒盘曲的鼻腔通道中颠末的时候,空气自己的温度会上升2.2℃,那2.2℃恰是来自于鼻腔通道四周丰硕的血管。若是再考虑到通道内水汽能够进一步吸收血管的热量,甲龙类鼻腔的降温感化会愈加明显。要晓得,颠末甲龙类鼻腔降温之后的血液恰好是流向大脑的,所以甲龙类的大脑可以连结足够的凉快。
研究显示,甲龙类鼻腔通道所构成的热交换系统长短常有效的,能够很好冷却大脑,避免体温过高。甲龙类如斯复杂的鼻腔实的有需要吗,不会形成浪费吗?古生物学家做了两个假设性试验,一个试验是将甲龙类的鼻腔通道长度缩短,另一个试验是将弯曲的通道拉曲。利用计算流体动力学计算散热效果,成果发现两种假设的降温效率下降了50%以上,那证了然甲龙类鼻腔构造看上去复杂,其实长短常科学有效的设想,其构造是在持久演化中构成的。
除了帮忙大脑和身体降温,甲龙类盘曲的鼻腔通道或许还有另一个感化,那就是对气息停止识别。甲龙类鼻腔通道内可能有丰硕的嗅觉神经末梢,可以分辨空气中的气息分子,借此发现同类、寻找食物,还可以察觉到四周的食肉恐龙,那可长短常重要的。
图注:正在用尾锤还击暴龙类的包头龙,图片来自收集
指导本次研究的古生物学家劳伦斯·威特默(Lawrence Witmer)解释道:“大致型的心理应力可能刺激了一些那些剖解学别致,以帮忙调理大脑温度。”在将来,古生物学家还能够利用不异的办法研究其他大型恐龙鼻腔中的奥秘。
图注:古生物学家劳伦斯·威特默,图片来自收集
该研究由美国国度科学基金会(NSF)帮助Witmer(Visible Interactive恐龙项目标一部门)和NSF与Bourke的奖学金以及俄亥俄大学骨科医学院遗产学院帮助。
PS:包头龙(Euoplocephalus),属于甲龙类,保存于距今7640至7560万年前的晚白垩世,保存地点是北美洲的加拿大西部。包头龙是大型的甲龙类恐龙,体长可达5.5米,高1.8米,宽2.4米,体重2.5吨。
图注:包头龙的复原图,图片来自收集
胄甲龙(Panoplosaurus),属于甲龙类,保存于距今7600万年前的晚白垩世,保存地点是北美洲的加拿大西部。包头龙是大型的甲龙类恐龙,体长在5至7米,高2米,体重约1.5吨。
图注:胄甲龙的复原图,图片来自收集
图片 / 部门收集(侵删)
文字 / 江氏小盗龙(江泓)
排版 / 江氏小盗龙