「會動的頭骨」如何讓鳥類從恐龍祖先中脫穎而出？

最新3D建模研究顯示，鳥類在演化過程中，隨著腦容量增大，頭骨結構產生連鎖變化——下顎肌肉與關節力學的改變，造就現代鳥類獨特的靈活進食系統。

現生鳥類其實是恐龍最近的親戚。看看那些用雙足直立行走的雞、鴕鳥，或是擁有銳利爪子和敏銳視覺的老鷹，牠們與《侏羅紀公園》中著名的迅猛龍等小型獸腳類恐龍，相似度令人驚嘆。不過，鳥類與爬蟲類祖先仍有幾項關鍵差異，其中最重要的演化突破就是腦部變大，導致頭骨尺寸與形貌產生劇變。

芝加哥大學與密蘇裡大學的最新合作研究，首度揭開這些變化如何影響鳥類喙部的運動機制。這種力學適應讓鳥類得以在不同環境中蓬勃發展，演化出今日我們所見的萬千物種。

現代鳥類與蛇類、魚類相似，都具有「非固定式」頭骨結構——牠們的下顎與顎骨不像哺乳類、烏龜或非鳥類恐龍那樣僵硬固定。研究主要作者、芝加哥大學整合生物學研究生亞歷克·威爾肯將這種靈活頭骨稱為「會動的頭骨」，他坦言這種特性讓研究團隊必須更費力釐清各部位的協作關係。

「有關節不代表我們就瞭解它的運動方式，」威爾肯解釋，「還必須考量肌肉如何牽引關節、產生的扭矩型別，以及頭部其他關節如何限制活動範圍。」

研究團隊透過CT掃描各類化石與現代鳥類、鱷魚等爬蟲類標本，建立3D模型精確計算頭骨與下顎的力學機制——包括肌肉尺寸位置、運動軌跡，以及整體結構的物理互動。

現代鳥類最特別之處在於具有「頭骨動能性」：能獨立控制頭骨不同部位運動。這種能力讓鳥類喙部宛如多功能工具，不僅能處理各類食物，甚至像鸚鵡會用來輔助攀爬，某些鳥類則能藉此產生更大扭矩來啄開堅果。

當分析3D模型資料時，團隊發現非鳥類獸腳恐龍的腦容量增加後，肌肉位置改變促使顎骨分離並獲得活動能力。這些變化反過來增強肌肉力量，成為多數現代鳥類頭骨動能性的基礎。

「我們觀察到從恐龍到鳥類的轉變過程中，產生一連串連鎖反應，」密蘇裡大學解剖病理學副教授凱西·霍利迪指出，「關鍵轉折點在於鳥類演化出相對較大的腦部，就像人類一樣，腦容量擴增會驅動頭骨結構的諸多改變。」

隨著古生物學家發現更多恐龍細節，牠們與現代鳥類的界線正逐漸模糊（嚴格來說，鳥類確實屬於恐龍）。科學家曾以為羽毛是關鍵特徵，但現在已知許多正統恐龍也具羽毛；飛行能力更曾多次獨立演化。不過，靈活頭骨與顎骨的出現時間晚於始祖鳥等過渡物種，霍利迪認為這可能成為重要區別——頭骨動能性或許正是現代鳥類與恐龍近親之間最明確的分水嶺。