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为什么长颈鹿的脖子那么长?中国科学家最新《科学》揭示新答案-顶盛体育官方网站手机版app,顶盛体育官方网站手机版app下载

2022-07-01 19:40:20 郭峰

顶盛体育官方网站手机版app,顶盛体育官方网站手机版app下载长颈鹿最突出的特征是它们的脖子超过 2 米长,使它们成为当今地球上最高的动物。那么,这个世界上独一无二的脖子是怎么来的呢?

顶盛体育官方网站手机版app,顶盛体育官方网站手机版app下载今天,在发表在《科学》杂志上的一项研究中,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)的一组研究人员发现了长颈鹿脖子从一个奇特的长颈鹿祖先进化而来的新证据。研究指出,雄性求偶竞争是长颈鹿脖子进化的重要驱动力。

顶盛体育官方网站手机版app,顶盛体育官方网站手机版app下载关于这个问题最著名的辩论来自拉马克和达尔文。我们知道,拉马克提出了“用它或失去它”和“后天遗传”的假说:根据前者,长颈鹿吃树顶的叶子,需要不断地用脖子,所以脖子变成了更长;根据后者的说法,这些新特征很可能会传给后代,使长脖子成为一种共同特征。

顶盛体育官方网站手机版app,顶盛体育官方网站手机版app下载达尔文在适应性进化的基础上反驳说,长颈鹿的长脖子是自然选择的结果:在非洲大草原的林地中,脖子较长的长颈鹿可以从树顶摄取叶子,因此更具生存竞争力.优点,这样的特质也更容易被遗传。

达尔文对长颈的起源提供了完整的解释,但问题并没有解决。此后,也有科学家提出了其他观点:长颈鹿其实是雄性长颈鹿争夺交配的武器,有助于争取交配权。

根据这个假设,雄性长颈鹿在求偶比赛中会用它们骨瘦如柴的角头颅猛烈地粉碎对手颈部的薄弱部位。在这个过程中,长脖子的摆动就像流星锤的铁链一样,可以让头部的冲击有更多的动能。简单来说,脖子越长,对对手造成的伤害就越大。

虽然求爱竞争的假设很有趣,但如何检验这个假设却成了一个巨大的挑战。在最新的论文中,研究小组发现了早期长颈鹿物种的关键线索。

邓涛研究员团队研究了首次发现的奇怪物种:Discoeryx xiezhi。 D. xiezhi像今天的长颈鹿一样属于长颈鹿超家族。这块化石出土于新疆准噶尔盆地北缘,生活在约1700万年前。保存完好的头骨和四块颈椎使科学家能够借助骨骼的比较解剖学研究这种特征的起源。

D. 斜指具有一系列独特的特征,尤其是头部中间的圆盘状骨角,仿佛头上长出了一个头盔。这个物种也因此得名:獠牙是中国古代神话中的独角生物。

这个物种的颈椎很粗,头颈之间的关节是哺乳动物中最复杂的。该团队对化石骨骼的研究表明,复杂的关节特别适合高速撞击,甚至比今天需要频繁头部撞击的动物(如麝牛)更有效。结合骨骼角度和关节特征,作者认为,D. xiezhi可能是历史上最撞头的脊椎动物。

这个物种竞争激烈的原因是什么?研究小组发现,环境发挥了关键作用。

D. 1700万年前,邪植生活的时候,地球非常温暖,整个森林非常茂密。但当时青藏高原已经隆起,阻挡了印度洋向北的水汽,所以 D. 斜支所在的地区比较干燥。

同位素研究也证实了这一点。稳定同位素可以帮助我们推测动物当时吃的食物类型。对D. 斜齿牙釉质的同位素分析表明,它们生活在开阔的草原上。草原比肥沃的森林更加贫瘠,因此D. xiezhi面临着更大的生存压力。这或许可以解释他们激烈的求爱竞争。

进一步的研究指出,D. 狰狞所面临的情况也发生在其他长颈鹿物种的进化过程中。

研究小组比较了长颈鹿科的骨角与其他几种反刍动物,包括牛、羊、鹿和叉角羚的形态,发现长颈鹿骨角的多样性远超其他动物,并表现出多种不同的特征。极端的形式,反映了长颈鹿之间更激烈的求偶竞争。这种激烈的求偶竞争,也可能让长颈这一主导性状,逐渐成为当今长颈鹿的“标准”。

对于今天的长颈鹿进化来说,这种激烈竞争的驱动力也是巨大的环境压力。大约 700 万年前,现代长颈鹿的直系祖先——长颈鹿属,在其出现后不久就经历了类似的环境。东非高原从森林环境转变为草原,长颈鹿的直系祖先不得不适应这样的环境变化。在此期间,他们进化出一种通过摆动脖子和头部来攻击对手的方式。正是这种由性选择驱动的激烈竞争,让长颈鹿在接下来的 200 万年里长出了脖子。

可以说,D. 与今天的长颈鹿相比,尽管形态上的巨大差异,狰狞却有一个共同点:都是雄性为了求偶竞争向不同极端方向进化的典型案例。

这项研究向我们表明,早期长颈鹿的进化可能比以前想象的要复杂得多:求偶竞争在塑造长颈方面发挥了重要作用。争食还是求偶,哪个是长颈鹿脖子进化的主要驱动力?这一次,达尔文的解释会站得住脚吗?我们期待最终揭晓答案的那一天。

参考:

[1] 王世奇等。 , 性选择促进长颈鹿头颈进化和生态适应。科学(2022)。 DOI:10.1126/science.abl8316

[2] 奇怪的化石解开了长颈鹿的进化之谜。 2022 年 6 月 2 日从 https://www.eurekalert.org/news-releases/954340 检索

本文来自药明康德内容微信团队

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