本文转自:重庆晨报
獬豸盘角鹿化石及形态复原图
长颈鹿的祖先中,有的脖子长,有的脖子短,脖子长的因为能吃到高处的树叶,在保存合作中幸存,脖子短的不幸灭绝了。科学家达尔文的概念影响了良多人,大人也是如许告诉孩子的。
但是有人提出了:莫非,我们那世界上更高的动物,就只是些吃货么?长颈鹿取食的高度其实不很高,往往不超越2米,若是仅仅为了取食,多了的2~3米长的脖子还有需要长么?为什么羊就选择了吃地上的草,不吃树上的叶子?羊有时机进化生长颈鹿那样长的脖子么?
今天,那个问题有了新的解释。
非洲大陆的传奇动物长颈鹿,传入中国的明白记载是明朝永乐十二年,榜葛剌(孟加拉)国向永乐皇帝进贡麒麟,举国欢庆。长颈鹿与传说的神兽麒麟的描述十分类似,但是它的脖子却太长了,那让人惊异,国人只好把它叫称驼牛,因为在认识长颈鹿之前,也只要骆驼的颈部最长了。
为什么长颈鹿的脖子那么长?那是进化生物学的旗号性论题。为领会释那个问题,生物学家拉马克提出了用进废退论;达尔文提出了天然选择论。长颈鹿的祖先中,有的脖子长,有的脖子短,脖子长的因为能吃到高处的树叶,在保存合作中幸存,脖子短的不幸灭绝了。
比来,通过对一种约1700万年前的早期长颈鹿——獬豸盘角鹿停止研究,中国科学家提醒了长颈鹿长脖子演化谜题的关键驱动力。相关功效今天颁发在国际权势巨子期刊《科学》上。
26年前的科学料想
因为没有化石证据而搁浅
1809年,进化论前驱拉马克颁发了《动物哲学》一书。书中,长颈鹿的长脖子成了用进废退学说的收点——长颈鹿的祖先为了吃到高处的叶子,不竭勤奋伸长它们的脖子。半个世纪之后,进化论的奠定人,更为权势巨子的达尔文于1859年在划时代巨著——《物种起源》一书中,长颈鹿的长脖子又成了天然选择学说的利器:长颈鹿的祖先中,有的脖子长,有的脖子短,脖子长的因为能吃到高处的树叶,在保存合作中幸存,脖子短的不幸灭绝了。我们很难揣测长颈鹿在文雅地进食高处的树叶时,能否会对那些人类前贤的出色阐述提出异议。莫非,我们那世界上更高的动物,就只是些吃货么?
跟着时间流逝,人们对长颈鹿的认识也在不竭加深。1901年,长颈鹿现存独一的亲属、生活在非洲中部丛林里的霍加狓(Okapia),被发现并赐与科学描述。霍加狓固然也身高腿长,但它的颈部却没有长颈鹿那么长。但令人诧异的是,霍加狓和长颈鹿都有用脖子停止求偶合作的行为。
雄性霍加狓之间只是用脖子停止一些颇具仪式性的角力行为,到了雄性长颈鹿之间,则演酿成一种实帮凶残的角斗。它们挥动2~3米长的脖子,用厚重的,带有小角和骨量瘤的头骨,冲击合作敌手的单薄部门,就好像古代的武士,挥起流星锤,长途冲击敌手。看上去文质彬彬的长颈鹿现实上是一些凶恶的斗士,那种残暴的求偶斗争常常能形成敌手的重伤以至灭亡。
于是,到了1996年,动物行为学家罗伯特·西蒙斯(Robert Simmons)和卢·西伯斯(Lue Scheepers)末于颁发了他们的重磅研究功效,认为求偶合作才是长颈鹿长颈的第一驱动力。其重要证据包罗:
1.长颈鹿取食的高度其实不很高,往往不超越2米,若是仅仅为了取食,2~3米长的脖子似乎没有需要;
2.与雌性差别,雄性头颈部的重量随年龄始末在增长,申明强壮的头颈在雄性中具有强烈的选择,因而,那是一种性选择;
3.雄性的颈部大小与社会品级间接相关。
那一研究功效在学术界引起了不小的震动。之后有差别的研究者接纳差别的证据撑持或反对那一概念。此中有一个焦点是,能否发现撑持斗争行为与头颈部演化相关的化石证据?那一点其实不容易做到。事实上,200多年以来,长颈鹿的化石亲属,也就是我们所说的长颈鹿超科,发现甚寡,却没有发现哪一种化石的颈部是出格伸长的。
新疆怪兽化石
20年后三维重建竟是长颈鹿科
也恰是在1996年,即西蒙斯与西伯斯用求偶合作解释长颈鹿长颈演化的统一年,中国科学院古脊椎动物与前人类研究所的考察步队在新疆准噶尔盆地北部的茫茫沙漠之中,发现了一具距今1700万年的奥秘化石。
那是一件大型的反刍动物的脑颅化石,脑颅骨壁异常厚实,在头顶上长了一个庞大的圆盘,完全笼盖了头顶,在脑颅之后还连接着四节异常粗壮的颈椎。此中第一颈椎的外形尤为奇异,它与脑颅之间除了具有一般的动弹功用,还发育了一个异常增大的限位关节,其后的各颈椎之间也几发育了附加的限位关节。那件奇异的反刍动物化石事实属于哪一类,其实令人难以揣摩,因而研究团队也将其间接称之为怪兽。
2015年后,怪兽的标本交由年轻的王世骐研究员率领团队研究攻坚,孟津和邓涛两位研究员协助指点。在研究初始的时候,王世骐没能想到,怪兽的研究竟然能与长颈鹿的颈部演化产生深入联络,并成为处理那一问题的奥秘钥匙。
打破性的停顿来自对怪兽内耳构造的高分辩率的CT扫描和三维重建。得益于近年来飞速开展的CT手艺对大量反刍类动物化石内耳的重建和比照,研究者认识到,反刍类的次要类群,包罗牛科、鹿科、叉角羚科以及长颈鹿科,它们的内耳都具有奇特的形态特征。而怪兽的内耳展示出了明白的长颈鹿科的特点。与此同时,大量的牙齿也被发现,从另一个角度证了然,怪兽是一种齿冠较高的长颈鹿类。在那之后,怪兽被正式地定名为獬豸盘角鹿。
永久的话题
选择大于勤奋仍是勤奋大于选择
2022年6月3日,《科学》在线颁发了一项关于早期长颈鹿——獬豸盘角鹿的最新研究功效。来自中国科学院古脊椎动物与前人类研究所等单元的研究人员发现,獬豸盘角鹿雄性间的求偶合作,促进了其颈椎形态向变粗的标的目的演化;同时,该成果也撑持了此前有学者提出的雄性长颈鹿之间的求偶合作,间接促进了长颈鹿的脖子变长的概念。而情况改动、取食的天然选择压力更可能是一种潜在的布景。
那就意味着,獬豸盘角鹿可能是有史以来最适应头部碰击的脊椎动物。那是生物演化史上的一大奇迹。论文通信做者兼第一做者、中科院古脊椎所研究员王世骐解释道。
贝叶斯和最简约系统发育阐发均显示,獬豸盘角鹿与现生长颈鹿都属于长颈鹿超科。比照研究显示,长颈鹿和盘角鹿都是极端的斗殴者,雄性为了争夺雌性的芳心,不吝开展出一些极端的兵器。
恰是在性选择的加持下,才催生了进化史上各类长颈鹿极端的头颈部的形态学演化。王世骐强调。
同时,研究团队进一步阐发了獬豸盘角鹿的生活情况和它处的生态位。
1700万年前,地球正处于一个温暖期间,丛林密布,但盘角鹿保存的新疆地域,因为南边青藏高原正猛烈隆升,阻挠了水汽的传输,使得那一带比其他地域要干旱一些。
牙釉量不变同位素阐发表白,獬豸盘角鹿生活在开阔的草原之中,而且可能随季节迁移。关于其时的动物来说,草原情况是贫瘠的,不如丛林情况温馨。獬豸盘角鹿的剧烈斗殴行为,可能与保存情况带来的压力相关。
事实上,现生长颈鹿呈现之初,也遭遇过类似的情况。约700万年前,东非高原由丛林变成草原。远古长颈鹿赖以保存的情况消逝了,它们必需适应新的变革。
在那个期间,身体比力高峻的长颈鹿学会了操纵甩动脖子和头部来攻击敌手,通过那种极端的斗争体例,在性选择的加持下,它们的脖子在200万年内敏捷加长,成为现生的长颈鹿属,从而占据了取食高处树叶如许一个相对边沿化、但回报颇丰的生态位。
长颈鹿的那种边沿化的生态定位促进了种内的极端求偶合作,而极端求偶合作又促进了极端的形态学演化。王世骐说,那项研究功效加深了我们对长颈鹿脖子演化细节的认识。
回忆整个长颈鹿的演化汗青,在演化之初,长颈鹿类的生态地位就要比牛科鹿科等愈加边沿化,那种演化初始的生态定位决定了它们的演化道路一定愈加困难。边沿化的生态定位促进了种内的极端求偶合作,而极端求偶合作又促进了极端的形态学演化,使得它们能够在天然汗青的滚滚长河之中历经艰苦,保存至今。
用今天习惯的用语发问,是选择大于勤奋,仍是勤奋大于选择?那足以引起我们对物种演化标的目的、战略以及成果的更深条理的思虑。
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