長頸鹿為何演化出長脖子?這是進化生物學的旗幟性論題。最近,通過對一種約1700萬年前的早期長頸鹿——獬豸盤角鹿進行研究,科學家揭示了長頸鹿“長脖子演化謎題”的關鍵驅動力。相關成果3日發表在國際權威期刊《科學》上。
長頸鹿類雄性鬥争的對比,前景為獬豸盤角鹿,遠景為長頸鹿。(王宇、郭肖聰複原,中科院古脊椎所供圖)
文章第一作者、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員王世骐介紹,此次研究的盤角鹿化石發現于新疆準噶爾盆地北緣,包括一個帶有4節頸椎的完整腦顱。研究發現,它的每節頸椎都非常粗壯,并且具有哺乳動物中最複雜的頭頸與頸椎之間的關節。這種結構特别适應于高速的頭對頭撞擊,表明盤角鹿很可能有着激烈的打鬥行為。
“當時盤角鹿所生活的開闊草原相對貧瘠,不如森林環境舒适,由此帶來的生存壓力可能促進了種内的極端求偶競争。”王世骐說,适于沖撞的頭頸是盤角鹿求偶的“武器”,而長頸鹿在求偶時,也會揮動長脖子,用厚重的、帶有小角和骨質瘤的頭骨打擊競争對手。這兩者的譜系相近、演化環境背景相似、演化策略相同。對盤角鹿的研究支持了此前有學者認為長頸鹿長脖子的形成由雄性間的求偶競争推動的觀點。
準噶爾盆地約1700萬年前的動物群,正中間為獬豸盤角鹿。(郭肖聰複原,中科院古脊椎所供圖)
在此基礎上,此次研究将學界在長頸鹿演化中的兩種觀點——演化動力來自取食壓力和來自求偶競争進行了統一。“長頸鹿類的生态位要比牛科、鹿科等更加邊緣化,這種邊緣化的生态位促進了種内的極端求偶競争,而極端求偶競争又促進了極端的形态學演化。”王世骐說。
可以推測這樣的情況:約在700萬年前,東非高原由森林環境轉變為開闊的草原,遠古長頸鹿賴以生存的環境逐漸消失,促使它們必須适應新的變化。本來身體比較高大的長頸鹿,可能在這個時期發展出了利用甩動脖子和頭部攻擊競争對手的方式。通過這種極端的鬥争方式,在性選擇的加持下,在200萬年的時間内長頸鹿的頸部迅速加長,成為現生的長頸鹿屬,從而有效占領了取食高處樹葉這樣一個相對邊緣化、但回報頗豐的生态位。(記者金地、張泉)
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