大脑袋和灵活的头骨是如何导致现代鸟类进化的
鸟类、爬行动物和恐龙头骨的比较。图片来源：uux.cn亚历克·威尔肯，凯西·霍乐黛
（神秘的地球uux.cn）据芝加哥大学：现代鸟类是恐龙的近亲。看看像鸡和鸵鸟这样用两条后腿直立行走的不会飞的鸟类，或者像鹰和鹰这样有着锋利爪子和敏锐视力的捕食者的特征，它们与《侏罗纪公园》中著名的伶盗龙等小型兽脚类恐龙的相似之处是惊人的。
然而，鸟类在许多重要方面与爬行动物祖先不同。它们进化的一个转折点是更大的大脑的发展，这反过来又导致了它们头骨大小和形状的变化。
芝加哥大学和密苏里大学的一项新研究表明，这些物理变化如何影响鸟类移动和使用喙进食和探索栖息地的机制——这些适应性帮助它们进化成我们今天看到的非常多样化的有翼生物。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，题为“鸟类颅骨运动是鸟类起源过程中脑化增加的结果”。
“摆动”头骨的好处
现代鸟类以及蛇和鱼类等其他动物的头骨上的下颚和腭不像哺乳动物、海龟或非鸟类恐龙那样僵硬和固定。芝加哥大学综合生物学研究生、这项新研究的主要作者亚历克·威尔肯称这种灵活的头骨为“摆动的”。他说，这种特征使得弄清楚这些部分是如何协同工作的变得更加困难。
威尔肯说：“仅仅因为你有一个关节，并不意味着你知道它是如何运动的。”。“所以，你还必须考虑肌肉将如何拉动关节，它们有什么样的扭矩，以及头部的其他关节如何限制活动性。”
Wilken于2015年加入该项目，当时他还是密苏里大学的一名本科生。密苏里大学病理学和解剖学副教授Casey Holliday博士研究了头骨、下颌肌肉和进食机制在从恐龙到鸟类的过渡过程中是如何变化的，Wilken加入了他的实验室提供帮助。
该团队首先对现代鸟类和鳄鱼等相关爬行动物的各种化石和骨骼进行了CT扫描。利用这些图像中的数据，他们建立了3D模型来计算头骨和颌骨的运动力学——肌肉大小和位置、它们的运动以及它们如何结合在一起的物理过程。
现代鸟类和其他动物之间的一个关键区别是，它们具有所谓的“颅骨运动”：能够独立移动头骨的不同部分。这使鸟类具有进化优势，因为它们可以扩大味觉来吃不同种类的食物，或者将喙用作多功能工具。
威尔肯说：“像这样摆动的头真的给它们带来了很多进化上的好处。”。例如，鹦鹉可以用喙帮助攀爬；额外的扭矩有助于其他鸟类敲碎坚果和种子。
“在某些方面，喙的功能就像一只代理手，但在进食时能够移动腭部也是帮助它们获取食物和生存的关键。”
从恐龙到鸟类的一连串变化
当研究小组分析3D模型的数据时，他们发现，随着非鸟类兽脚类恐龙大脑和头骨尺寸的增加，肌肉会转移到不同的位置，使腭分离并变得可移动。这些变化反过来又增加了肌肉力量，这为大多数现代鸟类的颅骨运动提供了动力。
霍利迪说：“我们看到了恐龙到鸟类过渡过程中发生的一连串变化。”。“这在很大程度上取决于鸟类何时进化出相对较大的大脑。就像人类一样，更大的大脑会导致头骨发生很多变化。”
随着古生物学家发现更多关于恐龙的细节，它们与现代鸟类之间的分界线变得模糊（是的，鸟类在技术上是恐龙，但我们在这里说的是广义的）。
科学家过去认为羽毛是关键，但现在我们知道许多真正的恐龙也有羽毛。飞行也进化了不止一次，当然，许多著名的经典恐龙也能飞行。
然而，灵活的头骨和腭比始祖鸟等过渡恐龙/鸟类生物出现得晚，Holliday认为这可能成为一个关键的区别。“颅骨运动可能是现代鸟类与其更像恐龙的鸟类祖先之间的明确分界线之一。”
