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第7章 恐龙大脑的秘密

从第一具完整的恐龙化石出土开始,人类就对这种生存在史前的动物充满着好奇。1877年发掘出的第一具恐龙(剑龙)化石显示,恐龙的大脑非常小,就像一个核桃。这令不少人走进了一个误区,恐龙都是身材巨大,头脑愚笨的。但是经过研究发现,恐龙并非像我们想象的那样呆头呆脑。

现代科学家利用计算恐龙“脑量商”的办法来测量恐龙的智力水平。他们先根据比较完整的恐龙骨架计算出它的体重,再根据脑量大小随身体大小的三分之二次方而变的公式,得出脑量的数字,然后再进一步计算“脑量商”。科学家往往用计算“脑量商”的办法来测量恐龙的智力水平。脑量商越大,它就越聪明。而且恐龙脑子的增长速度大约只等于身体增长速度的三分之二。在生物进化的过程中,在体重相等的情况下,爬行动物与哺乳动物比较起来,脑子要小一些。

经测量,马门溪龙等蜥脚类恐龙的脑量商最低,只有0.2~0.35。难怪这类恐龙看起来带有一副傻相!它们是一类行动迟缓、笨手笨脚、灵活性相当差的素食恐龙。敌人来了,它们或躲进深水之中逃命,或依仗自己个子大,别人奈何它不得。甲龙和剑龙的脑量商为0.52~0.56,它们虽说不上有多聪明,但却不像蜥脚类恐龙那样蠢笨低能。食肉龙来犯时,它们能甩动长有骨刺或尾锤的尾巴给敌人一点颜色看看。角龙的脑量商在0.7~0.9之间,在素食龙中可算较有心计的一员,大敌当前,它们敢于针锋相对,发起冲锋,拼死一搏,而且行动神速。大脑只有核桃大小的巨型恐龙的“脑形成商数”是很低的。根据恐龙化石分析,三角恐龙的“脑形成商数”大约为0.11,但如果与行动迟缓的庞然大物腕龙相比,三角恐龙恐怕算得上是“一流天才”了,腕龙的“脑形成商数”甚至还不到0.1。然而,一些行动敏捷的两足恐龙却拥有相对较高的“脑形成商数”,虽然它们的智力不及现代的羚羊,但至少动作还不算太笨拙。在素食龙中,最有智慧的当属鸭嘴龙。它的脑量商为0.85~1.50。鸭嘴龙虽没有什么能打击敌人的武器,但嗅觉灵、视力强,非常机警,能及时发现敌情迅速躲避。鸭嘴龙靠自己的这点“小聪明”,与其不共戴天的敌人——霸王龙周旋了一代又一代。

一般地说,肉食性恐龙的脑量商比吃植物的恐龙的要高。有关动物智力的一个令人困惑的问题是,在通常情况下,动物的生存需要拥有足以适应周围环境,并能在这样的环境中生存下来的智力。由于草食性蜥脚类恐龙的身躯是如此的庞大,以蜥脚类恐龙为猎物的肉食性恐龙,必须比它们稍微聪明一些才行,而这些肉食性恐龙相对较大的大脑,归因于它们需要有更敏锐的视力和更好的肌肉协调能力。不过,我们也许夸大了肉食性恐龙的智力。例如,影片《侏罗纪公园》中有关伶盗龙集体狩猎的景象只是科学幻想而已。如果你在今天的地球上遇到一头活生生的伶盗龙,你会发现它比同样大小的现代鸟类还要笨一些,你肯定无法教会它些什么,因为它的“脑形成商数”与一只狗或一只猫根本就不在一个档次上。

例如秃齿龙和恐爪龙的脑量商已超过5,比霸王龙的高许多倍。蜥脚恐龙的脑量商只有0.2~0.35,甲龙为0.52,剑龙为0.56,而角龙则在0.7~0.9之间。大型食肉龙——霸王龙和它的同类,脑量商达到1~2,显示出肉食动物天生比植食动物聪明。霸王龙靠捕猎为生,若是呆头呆脑的“低能儿”,岂不是要饿肚皮!小型肉食龙中的恐爪龙脑量商超过5,比霸王龙大3~4倍,尽管它个子比霸王龙小得多,但却比霸王龙机敏灵巧,杀起植食龙来也格外凶猛、神速。它的后裔窄爪龙的脑量商又高了一个档次。窄爪龙比恐爪龙个子还小,但在恐龙家族中却是智力超群的色色。

更令人不可思议的是,有的恐龙竟然有两个脑子,马门溪龙、雷龙、梁龙就是这类恐龙。这类恐龙有个共同的特点,就是身躯特别大,而脑袋却特别小。以马门溪龙为例,估计它活着的时候有四五十吨重,而脑子的重量仅有500克左右。这么小的一个脑子,却能指挥一个大得惊人的身体,这实在叫人难以理解。有人解剖了马门溪龙的脑壳和脊椎骨,终于发现了这个爬行大汉的秘密。原来,在它的臀部脊椎上,有一个叫神经球的东西(脊椎的膨大部分),正是这个神经球在默默地协助那个不像样的小脑子进行工作。神经球比脑子要大好几倍,马门溪龙的后腿和大尾巴的运动,就按它发出的指令行事。这样,马门溪龙头上的那个小脑子也就忙得过来了,它只要把吃东西和接受信息的事管好就行了。马门溪龙臀部的神经球实际上是它的“后脑”,它与前脑相距约十几米远。前后两脑各有各的任务,它们分工合作,互相帮助。当然,由于两脑相距较远,信息传递的速度不可避免地要受到一些影响。因此像马门溪龙这类大爬虫,必定是反应迟钝、笨手笨脚的家伙。

马门溪龙不是唯一有两个脑子的恐龙。背上长有古怪骨板的剑龙也有两个脑子。剑龙有大象那样大,而头却小得可怜。它的脑子只有一个核桃那么大,约100克重。小小的脑子无法完成指挥全身的重任,所以也在它的臀部长了一个神经球,这个神经球比真脑要大20倍,其作用是主管腿和尾的运动。剑龙的“后脑”比前脑大那么多,使人觉得它是一个四肢发达、头脑简单的动物。剑龙可能不大会动脑子,一副老实巴交、呆头呆脑的样子。

人类之所以能够主导这个世界,原因之一是人类拥有发达的大脑。人类的“脑形成商数”为6.5左右(有的人低达5以下,有的人高达8,据说爱因斯坦超过10)。这听起来不是一个很大的数目,但我们不妨来看一看其他动物的“脑形成商数”:羚羊为0.68,非洲象为0.63,负鼠为0.39。正如你可以想象得到的那样,猴子的“脑形成商数”较高,红疣猴为1.5,僧帽猴为2.5。海豚是世界上“脑形成商数”与人类最接近的动物,宽吻海豚的“脑形成商数”高达5左右。

恐龙的大脑很小,但是某些肉食恐龙的头部却巨大,这令科学家们产生了猜想,经过研究也证实了他们的猜想,像霸王龙等一些凶残恐龙头部处于中空状态,里面有许多空气,这样可使恐龙头部负荷减轻。与人类头骨相比,霸王龙的头骨处于中空状态。这种充满窦腔结构的头部更轻,从而提高了坚固度。国外研究者使用计算机断层摄影技术,扫描了两种掠食性恐龙(霸王龙和玛君龙)的头骨,同时还对胄甲龙和包头龙这两种食草性“披甲”恐龙进行了扫描。三维扫描结果显示,它们较大的鼻腔区域中弯曲的通气道从鼻孔延伸至咽喉和几处窦腔,总体来讲,恐龙头骨内充满空气的区域大于脑腔。试想如果恐龙的头部是纯骨质构成的话,整个头部将达到数百磅的重量。

知识小贴士:人脑的意识之迷

作为动物身体器官中最重要组成部分的脑,是中枢神经系统的主要部分,位于颅腔内。动物的脑随着其自身的进化演变,一直处于持续发展过程中,各种动物的脑相互之间也是存在着一定差别。相比较而言,低等脊椎动物的脑比较简单,而哺乳动物的脑则特别的发达,而作为哺乳动物的高级发展形式的人来说,发达的、与众不同的人脑是人类有意识思维活动的重要基础。

人脑与意识的关系问题,历来有着各种不同的争论。在过去很长一段时期里,由于科学技术的限制,人们曾把意识看成是不依赖于物质实体的神秘莫测的东西,不把脑看作是意识的器官。随着近代自然科学特别是生理学的发展,17世纪以后一般都承认脑是产生意识的机构。但限于当时的科学实验条件和认识水平,又往往把人的各种心理、意识现象机械地定位于脑内各特定的部位。直到19世纪,法国生理学家M·J·P·弗洛伦斯等人才把脑看作是整体活动,并认为意识是整体的脑的机能。随着物质条件以及科学特别是自然科学的发展,俄国杰出的生理学家——巴甫洛夫提出了条件反射学说和人的高级神经活动机制,它以大量的实验研究证明并从理论上阐述了人的意识是大脑皮质的功能。巴甫洛夫首次科学地系统阐述了意识和大脑的关系,将人脑机能与动物脑划分开来。20世纪40年代~50年代以来,科学家们对皮质下和脑的微结构进行了广泛深入的研究。揭示出在信息输入大脑皮质的脑活动中,除有传统了解的“特异通路”外,还有经由脑干网状结构的“非特异通路”。

后者的作用在于激活大脑皮质,使之处于一定的兴奋水平,否则大脑皮质便不能对刺激发生反应。同时,位于大脑两半球内的表面和侧脑室深部、丘脑和下丘脑以及一系列其他皮质下结构的边缘系统,在脑活动中也起着不可缺少的作用。它们可能与本能的、遗传的反应有关,也对引起情绪和产生动机,以及对某些涉及个体间相互关系的行为反应有一定影响。由此表明,大脑皮质与皮下组织的功能活动是相互联系的,而且正是由于它们的协同作用保证了脑的正常功能。

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