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嗅球(粉色)在哺乳动物大脑中的扩张(图片提供：Matt Colbert，得克萨斯大学)
在恐龙于2亿年前统治地球之时，一小撮夜行性的、与鼩鼱类似的原始哺乳动物却在不知不觉中找到了一条生存策略，并最终走向了“大”脑的进化之路。两具与哺乳动物类似的远古爬行动物头骨化石表明，对于更为敏锐嗅觉的自然选择在早期哺乳动物中最早刺激了更大的脑的进化。研究人员在最新一期出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。参与此项研究的美国宾夕法尼亚州匹兹堡市卡内基自然历史博物馆的古生物学家罗哲西指出：“哺乳动物并不是因为思考而得到了大的脑……得到它是因为一个更加紧迫和更基本的需要——我们的嗅觉是更为重要的。”
相对身体大小而言，与爬行动物和其他动物相比，鸟类以及哺乳动物的大脑是前者的10倍。这是为什么？一些研究人员推测，早期夜行性哺乳动物进化出更大的脑是为了促进它们的听觉，因为视觉在夜晚并不是非常重要。也有人认为，哺乳动物的大脑相对较大是因为许多早期哺乳动物进化出了更小的身体，而它们的脑却未能按比例缩小。
通过重建两种已知最古老的原始哺乳动物头骨——1986年在中国著名的云南禄丰组发现的摩根兽与巨颅兽化石，罗和同事发现了哺乳动物的脑开始增大的线索。研究人员用计算机断层扫描(CT)分析了头骨化石，根据对脑组织的观感以及头骨内部留下的空间，他们建立了一个虚拟的三维脑内腔模型。这使得研究人员能够详细观察脑和鼻腔的表面。
随后，研究人员将这两件内腔模型与7具早期犬齿龙类化石——与早期哺乳动物亲缘关系很近的肉食性爬行动物，生活在距今1.9亿年至6500万年之间的27具其他原始哺乳动物的内腔模型，以及270个现代哺乳动物的大脑进行了比较。
研究人员发现，哺乳动物的脑进化存在3个主要阶段。首次，在摩根兽生活的1.9亿年前，其大脑比犬齿龙类几乎大了一半，特别是处理嗅觉的区域——例如嗅球——则格外的大。之后，与现存哺乳动物关系最近的巨颅兽，其大脑又增加了50%，而这种变化也同嗅觉有着重要联系。最后，随着现代哺乳动物在6500万年前出现，控制神经肌肉协调的大脑区域通过整合不同感觉而又一次扩大。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物人类学家Terrence Deacon认为，这些化石表明了“在原始哺乳动物进化早期阶段的脑组织模式”。
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