罗哲西教授团队揭示嗅觉驱动哺乳动物大脑进化新机制
时间:2011-05-20 00:00 来源:EurekAlert、Science杂志 作者:bioguider编辑部 点击:次
德州大学奥斯汀分校、美国自然历史博物馆卡内基博物馆等机构的科学家在《科学》(Science)杂志最新发表的研究中,深入解析了哺乳动物大脑复杂化的进化过程,提出嗅觉增强是推动智力发展的关键因素。 该研究由卡内基博物馆罗哲西教授、德州大学奥斯汀分校Timothy Rowe教授及圣玛丽大学Thomas Macrini教授合作完成,获得美国国家科学基金会、德克萨斯大学杰克逊地球科学学院及中国国家自然科学基金会资助。罗哲西教授早年毕业于南京大学,现为南京大学客座教授,其团队在古生物学领域屡有突破。 研究人员利用高分辨率X射线计算机断层摄影(CT)技术,重建了来自中国的1.9亿年前摩根兽(Morganucodon)和巨颅兽(Hadrocodium)化石的脑腔三维模型。这些地鼠样动物被认为是现存哺乳动物的前体。CT技术为分析脆弱化石提供了无损、精确的三维结构视图。 通过多年扫描十余种前哺乳动物脑颅腔模型,科学家获得了化石脑腔和鼻腔的放大内视图。结果显示,前哺乳动物的鼻腔及相关嗅觉区域明显增大,脑内处理嗅觉信息的区域也同步扩展,提示嗅觉能力显著提升。 研究进一步探讨了体毛发育对脑大小及功能的影响。巨颅兽等早期哺乳动物长有皮毛,相关化石证据也支持摩根兽具备体毛。作者推测,体毛不仅用于保暖,更作为“空中交通控制器”,增强触觉敏感性和运动协调能力。这一机制促进了大脑新皮层复杂感觉区域的形成。 新皮层与感官知觉、运动指令产生密切相关,其功能提升带来运动技能的精细调节和神经肌肉协调增强。摩根兽和巨颅兽化石显示,小脑体积显著增大并出现褶皱,支持早期哺乳动物已具备高级神经肌肉协调能力。 与原始爬行动物(犬齿兽)等哺乳动物前体的脑颅腔模型对比,摩根兽和巨颅兽的大脑体积几乎大50%。整体结果表明,早期哺乳动物对气味信息的探索能力,使其与最接近的已灭绝亲族产生显著差异,嗅觉驱动成为智力进化的重要动力。 (责任编辑:glia) |