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因?yàn)槿X太長(zhǎng),所以劍齒虎總是不得不將嘴張到最大。資料圖片
大家都知道,劍齒虎好威風(fēng)!它們的牙老長(zhǎng)老長(zhǎng),總是伸出嘴巴一大截!但是,問(wèn)題來(lái)了,牙這么長(zhǎng),會(huì)影響到它咬東西嗎,它是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢?古生物學(xué)家們爭(zhēng)論不休。近期的一項(xiàng)研究表明劍齒虎可能有獨(dú)特的解決之道。
缺點(diǎn) 嘴張?zhí)笠Яθ?/strong>
牙越長(zhǎng),要咬東西嘴就需要張得越大,劍齒虎的嘴需要能張得比現(xiàn)存的貓科動(dòng)物都大得多才能咬到東西。但是,肌肉的伸展長(zhǎng)度是有限的,嘴張得很大,肌肉長(zhǎng)在頜的前部就會(huì)過(guò)度拉伸,不現(xiàn)實(shí);如果都靠著頜的后部,肌肉就會(huì)比較少,咬力就會(huì)比較小。劍齒虎真的是“小咬力殺手”嗎?這個(gè)由丹麥奧爾堡大學(xué)生物學(xué)家克里斯蒂安森(Per Christiansen)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組用一種全新的方法來(lái)研究這類已經(jīng)滅絕的終極殺手:制造復(fù)雜的模型,分析它們的嘴是如何運(yùn)動(dòng)的。相關(guān)論文發(fā)表在近期的《林奈學(xué)會(huì)動(dòng)物學(xué)》上。
克里斯蒂安森主要的研究對(duì)象是著名的刃齒虎(Smilodon),就是動(dòng)畫(huà)片《冰河時(shí)代》里出現(xiàn)的那種劍齒虎。它是劍齒虎家族中最后滅絕的一種,也是所有劍齒虎里最大的一種,專門獵殺野牛、大地懶之類的大型獵物。之前的研究認(rèn)為,因?yàn)閯X虎張嘴過(guò)大,所以它們的咬力比現(xiàn)在的大型貓科動(dòng)物要弱。克里斯蒂安森同意這種說(shuō)法。但他認(rèn)為,劍齒虎嘴巴咬合的力量仍然夠大,因?yàn)橐ЯΣ⒉还馐强孔焐系募∪狻?/p>
演化成也長(zhǎng)牙敗也長(zhǎng)牙
除了刃齒虎,這項(xiàng)研究還涉及了其他的劍齒虎種類,其中包括最早期和原始的劍齒虎??死锼沟侔采f(shuō):“刃齒虎的演化程度最高,所以和現(xiàn)代貓科動(dòng)物的區(qū)別最大,所以要從生物學(xué)的角度理解這種動(dòng)物。你會(huì)喜歡研究更多原始的動(dòng)物,以便了解它們?nèi)绾窝刂莼纷兂蛇@個(gè)樣子的?!?/p>
他研究了數(shù)百個(gè)頭骨,畫(huà)出了刃齒虎演化出如此特殊頜部的路線圖。“這叫‘殺戳生態(tài)學(xué)’。”克里斯蒂安森說(shuō)?!皻⒋辽鷳B(tài)學(xué)”指一種演化壓力,在此壓力下,劍齒虎演化出越來(lái)越適合深深地刺入獵物喉部的結(jié)構(gòu),特化程度越來(lái)越高,最終演化成像刃齒虎這樣的怪獸。
劍齒虎的牙越來(lái)越長(zhǎng)的同時(shí),它們的頜部肌肉也越來(lái)越弱,但肌肉纖維的方向也越來(lái)越傾向于和頜骨垂直,這樣咬合的效率就大大增加。與此同時(shí),肌肉也越來(lái)越多地生長(zhǎng)于下頜的后部,這樣就有利于它把嘴張得更大。
最終,劍齒虎演化成了歷史上樣子最可怕的食肉哺乳動(dòng)物。但同時(shí),這種可怕的樣子也為它們鋪好了滅絕之路??死锼沟侔采f(shuō),劍齒虎的特征讓它們只適合捕食大型的,移動(dòng)相對(duì)緩慢的動(dòng)物?!八鼈兊纳眢w又重又壯實(shí),腿很短很有力,這讓它們跑不了太快,肯定不會(huì)像現(xiàn)在的虎豹那么靈活?!笨死锼沟侔采f(shuō)。
解決 脖子肌肉也給力
在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里,科學(xué)家一直在爭(zhēng)辯劍齒虎的長(zhǎng)牙是做什么用的,有人認(rèn)為它是用來(lái)吸引異性,沒(méi)有實(shí)際用處?,F(xiàn)在的共識(shí)是,劍齒虎會(huì)用長(zhǎng)牙給已經(jīng)被撲倒的獵物以最終的致命一擊。劍齒虎中最大的明星刃齒虎比現(xiàn)在所有的貓科動(dòng)物都?jí)褜?shí),具有熊一樣的大骨架和腱子肉,可以用前肢撲倒大型的獵物??死锼沟侔采f(shuō):“他們跳到獵物身上,把他們摔倒在地,用強(qiáng)壯的前肢扭它們的脖子。然后它們用牙齒快速、有力地深深刺入到獵物的喉嚨或者后脖梗子里,最終殺死獵物?!爆F(xiàn)在獅虎之類的大型貓科動(dòng)物都會(huì)咬住獵物的喉嚨一分鐘以上,讓獵物窒息而死,但刃齒虎不會(huì)這樣做,因?yàn)樗鼈兊念M部肌肉力量不足。
為了解劍齒虎的咬力到底如何,克里斯蒂安森建立了細(xì)致的物理模型。他發(fā)現(xiàn),劍齒虎的肌肉可以很高效很直接地讓嘴合上,但咬力仍然不夠大,為了補(bǔ)償咬力不足的問(wèn)題,劍齒虎演化出了出人意料的解決方案??死锼沟侔采庵i的線索竟然來(lái)自家里的小貓咪。“當(dāng)你把一塊食物放在地上,你會(huì)發(fā)現(xiàn)小貓吃它的時(shí)候不光嘴動(dòng),而且會(huì)一邊吃一邊點(diǎn)頭?!笨死锼沟侔采J(rèn)為,當(dāng)劍齒虎奮力“點(diǎn)頭”時(shí),可以在瞬間增加咬力。“我們認(rèn)為劍齒虎先奮力低頭,然后把頭往前甩,會(huì)幫助它合上嘴?!笨死锼沟侔采f(shuō),刃齒虎的脖子比現(xiàn)代的大型貓科動(dòng)物長(zhǎng),而且肌肉也發(fā)達(dá)得多,這讓它“上下前后甩頭”時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的蠻力,就好比用手臂使刀子,刃齒虎也用脖子的力量幫助牙齒刺入獵物身體。
編譯/本報(bào)記者 劉錚