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【转载】远古动物园|剑齿虎的长牙是怎么用的?

 昵称m5Gu5 2018-07-09

似乎没有哪一类鸟兽能像猫科动物这样,带给人类如此复杂的情感。今天我们沉醉于喵星人的各种萌,欣赏狮虎豹的美丽优雅;然而它们身上又总笼罩着一层神秘,甚至一只小猫都能在黑夜中让人不寒而栗。毕竟,我们统治地球不过上万年,还不足以从潜意识中忘记我们远祖数百万年来的头号天敌。


在如此漫长的时间里,狮虎豹的祖先曾和我们的远祖一同生存进化,不过当时它们的光芒却被另一类大猫所掩盖,那就是拥有锐利犬牙的剑齿虎类。它们并非“加强版”的狮子老虎,更不是现代猫科猛兽的祖先,而属于一条已经消失的进化道路。




剑齿虎是一类非常成功的史前猫科动物,属于“剑齿虎亚科”(上图,图片来源:维基百科),而今天的狮虎豹属于“豹亚科”,并不是剑齿虎的后代。因此剑齿虎可不是“长了剑齿的老虎”(下图,图片来源:123rf.com.cn正版图片库)




长剑短刀两相宜


与今天的食肉动物相比,剑齿虎的长牙显得夸张怪异,甚至有些奇幻感。然而它们可不是孤独的奇葩,4000多万年来,共有4类食肉兽曾将自己的上犬齿演化成了这种壮观武器。我们常说的“剑齿虎”,仅指猫科中的剑齿虎亚科。


已发现的剑齿可分为两类不同形态,也就是“匕首牙”(Dirk-tooth)和“弯刀牙”(Scimitar-tooth)两大门派,在猫科剑齿虎中最为明显(注意,这里的“匕首”可比“弯刀”要长)。




“弯刀牙”的典型代表——刃齿虎(Smilodon),又译美洲剑齿虎,上犬齿细长尖利,也是最著名的一类剑齿虎。图片来源:nationalgeographic.com


最典型的“匕首牙”是冰河时代美洲的刃齿虎,它们是整个剑齿家族中化石最多、研究最细、影视出镜率也最高的。刃齿虎的上犬齿可达20~26厘米长,弯曲侧扁,边缘锋利,如同两把长刀。而“弯刀牙”类型的代表如剑齿虎、锯齿虎等,剑齿普遍短一些粗一些,通常“只有”10多厘米,边缘有明显锯齿,好似牛排餐刀。


对于剑齿的功能,历史上曾有过五花八门的解释,夸张的“匕首牙”尤其让研究者伤脑筋。有人认为剑齿就是当匕首用的,剑齿虎可以闭着嘴、用突出嘴外的剑齿刺穿猎物的厚皮;有人认为剑齿可以划破大型动物柔软的腹部、造成巨大的流血伤口;有人则认为它们只能划开腐烂的尸体。还有一些更加荒诞不经的假想,诸如剑齿可以帮助爬树,用来吸血,甚至如海象一样在水底掘食。今天事后诸葛亮地看来,可真有些思路广,欢乐多……


连抓带咬,不如推倒来一刀


目前的主流看法认为,剑齿主要是对付大型动物的武器,使剑齿虎可以捕杀野牛、犀类甚至大象等巨兽。问题是,再大的剑齿虎也是从小个子祖先进化来的。研究者认为,它们演化出剑齿,可能并不是挑战大型猎物的结果,而是一开始就选择了另一种猎杀策略。


今天的猫科动物,拥有哺乳类中最专业的杀戮技巧。捕猎大型食草动物时,它们一般持续咬住其气管或口鼻,让猎物窒息而死。这是一种危险的捕猎方式,比如狮子猎杀非洲水牛不仅要靠群殴,施展“锁喉杀”还得花好几分钟,这期间很容易受伤或者让水牛挣脱跑掉。


那么威风凛凛的刃齿虎呢?它们的血盆大口虽能张开到90度以上,超过今天所有的猫科动物,咬力却只有狮子的三分之一!然而它们颈部、肩部、前肢和前脚爪的骨骼异常粗壮厚重,说明它们活着时是肌肉发达的力量型猎手。把老虎狮子跟刃齿虎摆在一起,就好比男模碰上了重量级拳王。


研究者推断,刃齿虎等“匕首牙”的猎杀方式,可能是靠埋伏和突袭,在靠近猎物时猛然扑出,先用强壮的前肢和利爪推倒猎物,奋力将其压在身下,到猎物动弹不得后才动用剑齿——不是直接咬,而是颈部发力,精确瞄准猎物喉部,以剑齿的锋利边缘划开动脉和气管,快速放血断气。比起今天的猫科猛兽,这种“稳准狠”的方式消耗能量更少,也更快速安全。不过,在已发现的刃齿虎化石中,仍有不少剑齿折断、下颌碎裂、前肢骨折的情况,看来捕猎大型食草动物确实充满风险。




美国博物馆中的刃齿虎猎杀场景模型。刃齿虎捕杀猎物时,总是先用强壮的身躯与猎物肉搏、将其制服,才使用剑齿。


吞噬大象的锯齿


发达的剑齿与强壮的前肢,到底是谁为了配合谁而演化出来的呢?这恐怕是个先有鸡还是先有蛋的问题,“重拳”与“利刃”共同成就了剑齿虎,两者缺一不可。


按照身体比例,在史前和现生的多种猫科动物、以及其他剑齿掠食者中,上犬齿越长的物种,前肢就越粗壮。而“弯刀牙”类型的剑齿虎,体型相对轻盈一些(只是相对,它们的强壮程度仍然不比狮虎差)。拿冰河时代的锯齿虎来说,它们口中像牛排餐刀一样的剑齿,虽不及修长的“匕首牙”拉风,但更结实耐用,配上咬力强劲的双颌与发达的门牙,能扯裂犀、象等大型动物的厚皮和脂肪,造成大量流血的伤口。




剑齿虎家族中“短剑派”的代表——锯齿虎。原绘图/Mauricio Anton


在美国得克萨斯州的法尔森汉洞穴中,人们曾发现了超过30只锯齿虎和300余具哥伦比亚猛犸的骨骸,大多是2岁左右的幼象。这个年龄正是幼象调皮贪玩、开始离开母亲严密保护的时期,便于锯齿虎下手。


“专业杀手”难逃环境剧变


在2000多万年的时间里,剑齿虎类的化石都要多于其他猫科猛兽,可谓霸业辉煌;甚至直到最早的狮子、花豹和猎豹350万年前出现在非洲,这些后辈很长时间内仍不得不与它们分享同一块猎场。


实际上,正是由于史前大型猛兽的种类比现在多,竞争更激烈,剑齿的快速猎杀能力是一项重要的生存优势,使剑齿虎类成为自然选择的宠儿。但这同时也成了一条死胡同:剑齿带来的生存优势,让剑齿虎类的体型越进化越大,需要更多的食物。这就使它们偏爱捕食出肉多、回报高的大型食草动物,却难以捉住行动敏捷的中小型食草动物。




剑齿虎标志性的长牙,曾经是它们的竞争优势所在,然而成也萧何败也萧何。图片来源:123rf.com.cn正版图片库

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