如何给大脑降温这些温血动物用鼻子

由东京大学的SeishiroTada和TakanobuTsuihiji领导的一个研究小组表明，现存的兽脚亚目恐龙的温血后代在较大鼻腔的帮助下，进化出比冷血动物更好的鼻腔冷却系统。这项发表在《皇家学会开放科学》杂志上的研究为温血动物从兽脚亚目恐龙祖先进化而来的鼻腔冷却提供了线索。

恒温动物，或温血动物，通过内部热源维持它们的高体温。鸟类、人类和其他哺乳动物都是吸热动物。但是变温动物，或爬行动物等冷血动物，使用外部热源来保暖。人们在炎热的夏日寻求空调或冷饮来降温。其他动物如何防止过热或油炸它们对热敏感的大脑?答案可能就在他们的鼻子里。

在像鸟类、哺乳动物和你这样的吸热动物中，鼻子不仅能嗅出气味和恶臭，而且还有助于热交换，这要归功于由骨骼和软骨组织构成的称为呼吸鼻甲的小型起伏卷轴状结构。它们可能有助于润湿吸入的空气，并交换循环血液中的热量，从而冷却大脑。

与冷血绿鬣蜥和美洲短吻鳄相比，温血鸵鸟和白犀牛的鼻腔更大。图片来源：Tada等人，2023年

之前的一项研究表明，变温动物和吸热动物的鼻腔大小与体型相关。“但它的生理作用一直存在争议，”东京大学研究生SeishiroTada说。大鼻腔是有助于通过血液循环维持全身温度，还是只是冷却吸热动物的大脑?如果要冷却他们的大脑，那么大脑较大的吸热动物可能有更大的鼻腔和鼻甲骨有助于有效冷却。为了对此进行测试，研究人员旨在阐明呼吸鼻甲的主要作用以及非鸟类恐龙及其现存后代鼻腔的生理功能。

该团队使用计算机断层扫描或CT扫描研究了51种现代恒温动物和变温动物的头部标本，以及一种名为Velociraptormongoliensis的兽脚亚目恐龙的头骨，并重建了它们的鼻部结构。他们发现，与变温动物相比，吸温动物的鼻甲发育良好，鼻腔相对于它们的头部尺寸而言相对较大——而不是之前认为的体型。这意味着大鼻腔有助于冷却大脑。

研究人员还发现，不会飞的兽脚亚目恐龙Velociraptormongoliensis的鼻腔较小，因此无法像其现代后代鸟类一样有效地调节温度，这暗示大脑相对欠发达，不需要有效的冷却。也许他们使用其他方法来冷却他们炽热的大脑;这仍然是一个谜。鼻冷却系统的进化可能与我们现在在现代吸热动物中看到的颅骨结构的变化同步。

他的电脑上显示着重建的兽脚类恐龙头骨。图片来源：多田诚四郎

Tada对“以前没有人注意到的恐龙-鸟类谱系中头骨进化的可能情景”感到惊喜。他指出，“我们的研究结果强调了鼻子在推断恐龙等化石形式的生理学方面的重要性，并使我们能够从一个新的角度研究从不会飞的兽脚亚目恐龙到现代鸟类的剧烈头骨变形的演变。”