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(fā)表在國際權威期刊《科學》上。
長頸鹿類雄性斗爭的對比,前景為獬豸盤角鹿,遠景為長頸鹿。(王宇、郭肖聰復原,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騏介紹,此次研究的盤角鹿化石發(fā)現(xiàn)于新疆準噶爾盆地北緣,包括一個帶有4節(jié)頸椎的完整腦顱。研究發(fā)現(xiàn),它的每節(jié)頸椎都非常粗壯,并且具有哺乳動物中最復雜的頭頸與頸椎之間的關節(jié)。這種結構特別適應于高速的頭對頭撞擊,表明盤角鹿很可能有著激烈的打斗行為。
“當時盤角鹿所生活的開闊草原相對貧瘠,不如森林環(huán)境舒適,由此帶來的生存壓力可能促進了種內的極端求偶競爭。”王世騏說,適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爭對手。這兩者的譜系相近、演化環(huán)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爭推動的觀點。
準噶爾盆地約1700萬年前的動物群,正中間為獬豸盤角鹿。(郭肖聰復原,中科院古脊椎所供圖)
在此基礎上,此次研究將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爭進行了統(tǒng)一?!伴L頸鹿類的生態(tài)位要比牛科、鹿科等更加邊緣化,這種邊緣化的生態(tài)位促進了種內的極端求偶競爭,而極端求偶競爭又促進了極端的形態(tài)學演化?!蓖跏莉U說。
可以推測這樣的情況:約在700萬年前,東非高原由森林環(huán)境轉變?yōu)殚_闊的草原,遠古長頸鹿賴以生存的環(huán)境逐漸消失,促使它們必須適應新的變化。本來身體比較高大的長頸鹿,可能在這個時期發(fā)展出了利用甩動脖子和頭部攻擊競爭對手的方式。通過這種極端的斗爭方式,在性選擇的加持下,在200萬年的時間內長頸鹿的頸部迅速加長,成為現(xiàn)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、但回報頗豐的生態(tài)位。(記者金地、張泉)