恐龙时代的鸟类大脑揭示了鸟类智能的根源 _化石

据剑桥大学（莎拉·柯林斯）：“独一无二”的化石发现可能会改变我们对现代鸟类独特大脑和智力如何进化的理解，这是脊椎动物进化中最持久的谜团之一。
研究人员发现了一种保存完好的中生代鸟类化石，大约有椋鸟那么大。完整的头骨几乎完好无损地保存了下来：对于任何鸟类化石来说都是罕见的，但对于如此古老的鸟类来说尤其如此，这使其成为同类中最重要的发现之一。
头骨的非凡三维保存使剑桥大学和洛杉矶县自然历史博物馆领导的研究人员能够以数字方式重建这种鸟的大脑，他们将其命名为Navaornis hestiae 。Navaornis生活在大约8000万年前，即现在的巴西，在导致所有非鸟类恐龙死亡的大灭绝事件之前。

艺术家对Navaornis的印象。图片来源：Júlia D'Oliveira
研究人员表示，他们的发现发表在《自然》杂志上，可能是确定现代鸟类大脑进化起源的一种“罗塞塔石碑” 。该化石填补了我们对鸟类大脑如何进化的理解中7000万年的空白：从1.5亿年前的始祖鸟（已知最早的鸟类恐龙）到今天生活的鸟类。
Navaornis的大脑比始祖鸟大，这表明它比最早的鸟类恐龙具有更先进的认知能力。然而，它大脑的大部分区域，如小脑，发育程度较低，这表明它还没有进化出现代鸟类复杂的飞行控制机制。
剑桥大学地球科学系的共同主要作者Guillermo Navalón博士说：“Navaornis的大脑结构几乎完全介于始祖鸟和现代鸟类之间，这是缺失部分完全匹配的时刻之一。”

从左到右：艺术家对始祖鸟、Navaornis和现代鸟类Tangara seledon的印象。图片来源：Júlia d'Oliveira
Navaornis以巴西圣保罗州马里利亚古生物博物馆馆长William Nava的名字命名，他于2016年在邻近的Presidente Prudente地区的一个地点发现了这块化石。数千万年前，这个遗址可能是一个干旱地区，溪流缓慢，这使得化石得以保存完好。这种保存使研究人员能够使用先进的微型CT扫描技术，以惊人的细节重建鸟类的头骨和大脑。
Navalón说：“这块化石真的是独一无二的，从我第一次看到它的那一刻起，直到我完成所有头骨和大脑的组装，我都感到敬畏，这让我们充分了解了这种早期鸟类的解剖结构。” 。
该研究的资深作者、剑桥大学地球科学系的丹尼尔·菲尔德教授说：“现代鸟类拥有动物王国中一些最先进的认知能力，仅与哺乳动物相当。” 。“但科学家们一直在努力了解鸟类独特的大脑和非凡的智力是如何以及何时进化的——该领域一直在等待发现与此完全相同的化石。”

Navaornis的骨骼。图片来源：斯蒂芬妮·阿布拉莫维奇
在这一发现之前，关于始祖鸟和现代鸟类大脑之间的进化过渡的知识几乎是不存在的。Navalón说：“这代表了近7000万年的鸟类进化，中生代鸟类的所有主要谱系都起源于此，包括今天生活的鸟类的第一批代表。” 。“Navaornis正好位于这7000万年差距的中间，它告诉我们这两个进化点之间发生了什么。”
虽然Navaornis的头骨乍一看有点像一只小鸽子的头骨，但仔细观察后发现，它根本不是一种现代鸟类，而是一组名为“对鸟”的早期鸟类的成员
“对鸟”在1.3亿多年前与现代鸟类不同，但羽毛复杂，可能是像现代鸟类一样有能力飞行的鸟类。然而，Navaornis的大脑解剖提出了一个新问题：如果没有在活鸟身上观察到的全套大脑特征，包括作为活鸟空间控制中心的扩大的小脑，对侧鸟类是如何控制它们的飞行的？
菲尔德说：“这块化石代表了一个处于鸟类认知进化旅程中点的物种。”菲尔德也是剑桥动物博物馆斯特里克兰鸟类学馆长。“它的认知能力可能使Navaornis在寻找食物或住所方面具有优势，它可能能够进行精心设计的交配展示或其他复杂的社会行为。”
洛杉矶县自然历史博物馆的合著者Luis Chiappe博士说：“这一发现表明，在8000多万年前，一些飞越恐龙头顶的鸟类已经具有完全现代的头骨几何形状。” 。
虽然Navaornis是中生代发现的保存最完好的鸟类化石之一，但研究人员认为，在巴西发现它的地点发现的更多鸟类化石可以为鸟类进化提供进一步的见解。
菲尔德说：“这可能只是一块化石，但它是鸟类大脑进化之谜的关键部分。” 。“通过Navornis，我们更清楚地了解了始祖鸟与乌鸦和鹦鹉等当今智能、行为复杂的鸟类之间发生的进化变化。”
虽然这一发现是一个重大突破，但研究人员表示，这只是了解鸟类智力进化的第一步。未来的研究可能会揭示Navaornis如何与环境相互作用，有助于回答有关鸟类认知随时间进化的更广泛问题。

Navaornis的骨骼。图片来源：斯蒂芬妮·阿布拉莫维奇
Navaornis是Field研究小组自2018年以来描述的四种中生代鸟类化石中最新的一种，与Ichthyornis、Asteriornis（“Wonderchick”）和Janavis并列。该小组在新化石发现方面的工作，结合先进的可视化和分析技术，揭示了对鸟类起源的基本见解，鸟类是现存脊椎动物中最多样化的群体。
该研究部分得到了英国研究与创新局（UKRI）的支持。丹尼尔·菲尔德是剑桥大学基督学院的院士。
参考：
Luis M.Chiappe、Guillermo Navalón等人说：“来自巴西的白垩纪鸟类为鸟类头骨和大脑的进化提供了信息。”《自然》（2024）。DOI:10.1038/41586-024-08114-4