恐龙的眼窝形状因咬合力而异。
这张霸王龙的插图将恐龙的原始眼窝和眼睛（左）与假设重建的圆形眼窝和扩大的眼睛（右）进行了比较。 （图片来源：伯明翰大学 Stephan Lautenschlager 博士。）
霸王龙强大的下颚以如此之大的力量合在一起，以至于它们会分裂恐龙猎物的骨头。但为了获得如此强大的咬合力，恐龙之王不得不在进化上做出权衡：它必须适应更小的眼睛。
根据对中生代（252 到 6600 万年前）410 个爬行动物化石标本的分析，一位科学家得出结论，霸王龙和其他类似同类的食肉动物随着时间的推移进化出更小、更窄的眼睛，这可能是为了弥补它们的缺陷。咬人的力道越来越大。特别是，头骨长度超过 3.2 英尺（1 米）的食肉动物成年后往往有细长的、锁孔状的眼窝或眼眶，而食肉动物的幼崽和所有年龄段的食草动物都有圆形眼窝。
“当然，这是有道理的；随着掠食者变大，它们会转向更大的猎物，这需要更大的咬合力来解决，”苏格兰国家博物馆脊椎动物古生物学高级馆长斯蒂格沃尔什（Stig Walsh）没有参与这项研究。研究称，幼年食肉动物。
周四（8 月 11 日）发表在《通讯生物学》杂志上的这项新研究支持了这样一种观点，即大脑和感觉器官，如眼睛，必须适应动物的主要喂养策略， 沃尔什在一封电子邮件中说。 在霸王龙的情况下，这种喂养策略以咬碎骨头为中心。
在这里，我们看到了假设恐龙头骨的计算机模拟。 颜色表示颅骨压力，并显示具有圆形眼窝（顶部）的颅骨中出现的高应力，而具有锁孔形眼窝（底部）的颅骨中出现的应力较低。 （图片来源：伯明翰大学 Stephan Lautenschlager 博士）
为了进行分析，该研究的作者、英国伯明翰大学的脊椎动物古生物学家 Stephan Lautenschlager 查阅了现有文献，以找到可追溯到中生代的恐龙和爬行动物头骨的描述。从中，他选择了数百个具有原始保存的眼窝的头骨，以及少数可以以“很大程度的信心”重建眼窝的不完整头骨。
这 410 个标本包括各种各样的物种，从鳄鱼到三角龙等笨重的食草动物，再到霸王龙和巴塔特暴龙等食肉兽脚类动物，霸王龙的近亲拥有同样巨大的框架和纤细的手臂。
在比较所有这些头骨时，劳滕施拉格发现了几种模式：大多数生物，尤其是食草动物，都有圆形眼窝。然而，当你穿过中生代时，大头食肉动物的轨道形状开始演变成椭圆形和锁孔形开口。
其中一些食肉动物的幼年标本（包括霸王龙和巴塔霸王龙）表明，这些恐龙在成年期形成了这些压扁的眼窝，而它们在年轻时保留了圆形眼窝。 “显然，我们没有许多物种的生长系列，但对于我们拥有的那些，对我来说，这使得我们看到的形状变化的原因与摄食有关，”沃尔什指出。因此，随着年轻的霸王龙变大，它的猎物也会变大，它的咬合力必须增加才能适应。
为了了解这些眼窝形状如何影响恐龙咀嚼骨头的能力，劳滕施拉格设计了三个计算机模型，每个模型都比上一个复杂。
第一个也是最简单的模型是一个平板，上面刻有各种眼窝形状——想想铆钉如何帮助通过实心钢板分配力。劳滕施拉格在一封电子邮件中告诉 Live Science，“孔的位置和形状对应力和变形如何传播”有影响。最后一个也是最复杂的模型是一个数字化的霸王龙头骨。 “作为具有极其狭窄轨道的大型食肉兽脚类动物的刻板印象，[T. rex] 是测试实际恐龙物种中轨道形状影响的理想选择，”劳滕施拉格说。
这些模型显示，在模拟咬合过程中，锁孔形眼窝的变形远小于圆形眼窝，因为它们将咬合力导向眼窝后面的坚固骨骼。 “锁孔形状比圆形轨道更好地减少和重定向咬合过程中头骨中的压力，”劳滕施拉格说。 “这显然是在不同群体的许多大型食肉动物中发现的一种适应。独立进化的东西。”
如果在另一个时间线中，霸王龙从未进化出拉长的轨道而是有圆形轨道，那么恐龙的眼睛将重近 44 磅（20 公斤），宽 11.8 英寸（30 厘米），而不是估计重 4.4 磅（2 公斤）和 5.1 英寸（13 厘米）宽，模型建议。因此，圆形眼窝可以支撑的眼睛大约是锁孔眼窝中眼睛体积的七倍。
沃尔什说，拥有如此大的眼睛对于霸王龙来说在新陈代谢方面的成本很高，并且与我们对恐龙大脑的了解不匹配。 “视网膜是大脑中称为间脑的区域的产物，我们对霸王龙等大型捕食者了解的一件事是，它们的大脑大小跟不上身体的大小，因为它们在他们的寿命，”他说。因此，如果霸王龙的眼睛大小与其整体头骨大小保持同步，那么处理视觉的大脑区域也需要变得更大。
值得注意的是，虽然这项新研究提供了有关恐龙整体眼睛大小的有力线索，但化石头骨无法揭示眼睛或相关软组织（如神经和肌肉）解剖结构的细节。
“这是我们在古生物学方面陷入僵局的地方，因为我们无法根据骨骼化石了解实际眼球的形状，”劳滕施拉格说。 “一些恐龙物种可能有类似于现代鸟类的特殊眼睛。”例如，猫头鹰有细长的桶形眼睛，这种形状会影响光线照射到视网膜的方式；他说，目前，我们无法辨别霸王龙眼睛的确切形状，或者这可能如何影响该物种的视力。
沃尔什说，在后续研究中，将劳滕施拉格的轨道形状分析扩展到包括鸟类、恐龙唯一活着的后代以及具有强大咬合力的哺乳动物会很有趣。 “也许具有高咬合力的哺乳动物进化出一种不同的方式来消除爬行动物的压力——这需要调查，”他说。