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长颈鹿进化出长脖子是为了吃?最新研究:其实是为了找对象

文章转载自  世纪君 21世纪英文报

长颈鹿为什么会有那么长的脖子?关于这个问题,科学家有不少不同的见解,而广为大众所知晓的还是达尔文在《物种起源》一书中提到的自然选择学说:长颈鹿的祖先有的脖子长,有的脖子短,脖子长的由于能吃到高处的树叶,在生存竞争中幸存,脖子短的不幸灭绝了。
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图源:视觉中国

It is commonly believed that competition for food stretched the giraffe's neck, allowing giraffes to browse for treetop leaves in the African Savannah woodlands that were well outside the reach of other ruminant species.

最近,一项研究为长颈鹿的长脖子谜题提供了关键驱动力。中国科学家对一种约1700万年前的早期长颈鹿——獬豸盘角鹿进行研究,相关成果已于本月3日发表在国际权威期刊《科学》上。这项研究有力地支持了此前学者认为长颈鹿长脖子形成是由雄性间的求偶竞争推动的观点。

你没有想错,也就是说,长颈鹿并不是为了吃,而是为了找对象!

 
 
 
 
视频来源:科日报

研究认为,早期的长颈鹿本来就身体比较高大,由于性选择的加持,发展出来了利用甩动脖子和头部攻击竞争对手的方式,使得颈部迅速变长,而这也让它们占领了取食高处树叶这样一个相对边缘化、但回报颇丰的生态位。
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长颈鹿类雄性斗争的对比,前景为獬豸盘角鹿,远景为长颈鹿。(王宇、郭肖聪复原,中科院古脊椎所供图)图源:新华网

Chinese researchers offered a new explanation for the evolutionary mystery of giraffes' long necks: They were elongated by head-bashing combat in competition for mates.

The study published in the journal Science last Friday revealed that the tallest land animal on Earth used its two-to-three-meter-long swinging necks as a weapon in the male courtship competition.

“怪兽”的身世之谜

这项研究还得从一头来自新疆准噶尔盆地的“怪兽”说起。

1996年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的考察队伍在新疆准噶尔盆地北部的茫茫戈壁之中,发现了一具距今1700万年的神秘化石。

发现它的研究人员惊呼着,“怪兽!怪兽!”同伴们闻声飞奔而来,一见到那具化石也都愣住了。

这是一件大型反刍动物的脑颅化石,脑颅骨壁异常厚实。其脑袋顶上长着一个巨大的圆盘,完全覆盖了头顶,就像一顶帽子。研究人员进一步观察发现,它的颈椎异常粗壮,具有非常复杂的头颈和颈间关节。

In 1996, a team from the Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP) under the Chinese Academy of Sciences discovered a 17-million-year-old fossil in the vast Gobi wilderness in northwest China's Xinjiang Uygur Autonomous Region.

The fossil features disk-shaped headgear equipped with a helmet-like horny cap, and particularly complex head and neck joints.

此后20多年,古脊椎所许多研究人员都见过这些标本,却始终没人能鉴定距今1700万年的“怪兽”的分类学属性。

直到2015年,“怪兽”的化石交给了年轻的王世骐,“怪兽”的身世之谜才最终被揭开。
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图源:科技日报 

研究论文的第一作者、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员王世骐近年来与来自欧洲的研究团队合作,获取了大量牛科、鹿科、麝科和长颈鹿科动物化石的内耳结构信息,发现这一结构是有明确的系统发育意义的。因此,内耳的形态在反刍动物的分类中可以起到关键的判别作用。

“我们发现,‘怪兽’的内耳与之前认为的最有可能的牛科截然不同,与鹿科、麝科等也不同,反而与现生的长颈鹿在关键特征上是一致的。”王世骐说。

这一发现让研究团队豁然开朗,研究团队终于确定,这就是早期长颈鹿类群。

They analyzed the beast's inner ear structures, finding them distinct from the ox and the deer, and instead consistent with the extant giraffe.

"Both living giraffes and Discokeryx xiezhi belong to the Giraffoidea, a superfamily," said Wang, the paper's first author. "Although their skull and neck morphologies differ greatly, both are associated with male courtship struggles."

由于这个神秘“怪兽”与中国古代神话中的独角神兽“獬豸”形象有些许联系,因而得名獬豸盘角鹿。

It is named "Discokeryx xiezhi" since its single ossicone recalls the xiezhi, a one-horned creature from ancient Chinese mythology.

不是为了吃,而是为了找对象!

王世骐介绍,此次研究的盘角鹿化石包括一个带有4节颈椎的完整脑颅。研究发现,它的每节颈椎都非常粗壮,并且具有哺乳动物中最复杂的头颈与颈椎之间的关节。这种结构特别适应于高速的头对头撞击,表明盘角鹿很可能有着激烈的打斗行为。

Wang Shiqi with IVPP and his colleague revealed in the new study that the strange beast's horns could serve as a cushion in the collision and the joints between the skull and cervical vertebrae could effectively protect the neck from breaking in the violent collisions.

“当时盘角鹿所生活的开阔草原相对贫瘠,不如森林环境舒适,由此带来的生存压力可能促进了种内的极端求偶竞争。”王世骐说,适于冲撞的头颈是盘角鹿求偶的“武器”,而长颈鹿在求偶时,也会挥动长脖子,用厚重的、带有小角和骨质瘤的头骨打击竞争对手。这两者的谱系相近、演化环境背景相似、演化策略相同。
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准噶尔盆地约1700万年前的动物群,正中间为獬豸盘角鹿。(郭肖聪复原,中科院古脊椎所供图)图源:新华网

在此基础上,此次研究将学界在长颈鹿演化中的两种观点——演化动力来自取食压力和来自求偶竞争进行了统一。“长颈鹿类的生态位要比牛科、鹿科等更加边缘化,这种边缘化的生态位促进了种内的极端求偶竞争,而极端求偶竞争又促进了极端的形态学演化。”王世骐说。

可以推测,这样的情况与东非高原的情况类似:约在700万年前,东非高原由森林环境转变为开阔的草原,远古长颈鹿赖以生存的环境逐渐消失,促使它们必须适应新的变化。本来身体比较高大的长颈鹿,可能在这个时期发展出了利用甩动脖子和头部攻击竞争对手的方式。通过这种极端的斗争方式,在性选择的加持下,在200万年的时间内长颈鹿的颈部迅速加长,成为现生的长颈鹿属,从而有效占领了取食高处树叶这样一个相对边缘化、但回报颇丰的生态位。

It is similar to the East African Plateau about 7 million years ago when a forest environment degenerated into open grassland, prompting the giraffe ancestors to adapt to the new environment and become taller.

It is the courtship struggle that led to the rapid neck elongation over a period of 2 million years, and by dint of that advantage, giraffes occupied a relatively marginal, but rewarding ecological niche -- feeding on high foliage out of reach of zebras and various antelopes, according to the study.

综合来源:新华网 中国科学报 科技日报

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