▲視頻中部分內(nèi)容由AI生成
提到馬,我們腦海里都是健碩的身軀、修長(zhǎng)的四肢,以及一個(gè)輪廓分明的鼻子,可在數(shù)百萬(wàn)年前的東亞草原上,卻生活著一種長(zhǎng)著“大鼻子”的馬——長(zhǎng)鼻三趾馬。
近日,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)鼻三趾馬的“長(zhǎng)鼻”不但是其在草原上奔跑生存的“奪冠神器”,還藏著青藏高原隆升與生物演化的重要秘密。
01
長(zhǎng)鼻子的“身份”之謎
長(zhǎng)鼻三趾馬的化石首次在河南澠池的早更新世地層中被發(fā)現(xiàn),它的鼻骨形態(tài)格外特別,與其他馬科動(dòng)物截然不同,反倒與現(xiàn)代東南亞的馬來(lái)貘頗為相似。也正因這份“撞臉”,科學(xué)家最初給它建立了新屬,命名為長(zhǎng)鼻三趾馬,還想當(dāng)然認(rèn)為它與貘一樣,生活在水邊、以樹(shù)葉為食,是近水區(qū)域的居民。
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▲原始長(zhǎng)鼻三趾馬(上)和現(xiàn)生馬來(lái)貘的頭骨(下)
長(zhǎng)鼻三趾馬的真實(shí)身份,是開(kāi)闊草原上的典型食草者。它的鼻子和貘的長(zhǎng)鼻有著本質(zhì)區(qū)別。現(xiàn)生動(dòng)物中兩種“大鼻子”存在顯著差異:一種是以大象、馬來(lái)貘為代表的真長(zhǎng)鼻,有靈活的管狀延伸體,核心功能是抓取食物;另一種則是隆鼻,沒(méi)有取食功能,高鼻羚羊、駝鹿都是這類(lèi)“大鼻子”的擁有者。長(zhǎng)鼻三趾馬的大鼻子也屬于隆鼻。
為了找到準(zhǔn)確答案,古脊椎所的科研人員對(duì)長(zhǎng)鼻三趾馬化石進(jìn)行了穩(wěn)定同位素分析,結(jié)果十分明確:它的碳同位素值落在典型的C3草本植物攝食區(qū)間,這就像一份“食物鑒定報(bào)告”,確鑿證明長(zhǎng)鼻三趾馬是靠吃草本植物生存的,生態(tài)位就在開(kāi)闊的草原環(huán)境。
02
生存與奔跑
長(zhǎng)鼻三趾馬的鼻子不是取食工具,那這個(gè)隆鼻到底有什么用?
通過(guò)與現(xiàn)生草原動(dòng)物高鼻羚羊的隆鼻做功能形態(tài)學(xué)對(duì)比,科學(xué)家終于揭開(kāi)了長(zhǎng)鼻三趾馬大鼻子的奧秘,其核心作用在于適應(yīng)草原的生存與奔跑需求。
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▲長(zhǎng)鼻三趾馬奔跑于開(kāi)闊環(huán)境的生態(tài)復(fù)原
草原環(huán)境多變,冬冷夏熱還多風(fēng)沙,隆鼻就是長(zhǎng)鼻三趾馬的“環(huán)境適應(yīng)神器”。冬季的草原寒冷干燥,延長(zhǎng)的鼻腔能增加空氣進(jìn)入肺部前的路程,起到預(yù)熱和加濕冷空氣的作用,既保護(hù)了嬌嫩的肺部,又能減少身體熱量散失;到了夏季,鼻腔內(nèi)豐富的黏膜表面積會(huì)發(fā)揮作用,通過(guò)水分蒸發(fā)快速散熱,幫身體維持適宜溫度。同時(shí),草原上起風(fēng)就容易揚(yáng)起風(fēng)沙,長(zhǎng)長(zhǎng)的鼻腔通道就像一道“過(guò)濾網(wǎng)”,能有效過(guò)濾空氣中的塵埃和顆粒物,守護(hù)呼吸道的健康。
更重要的是,這個(gè)大鼻子是長(zhǎng)鼻三趾馬的“奔跑助力器”。作為草原動(dòng)物,它需要靠快速奔跑躲避天敵、完成遷徙,高速運(yùn)動(dòng)時(shí),身體的耗氧量和產(chǎn)熱量會(huì)急劇飆升,而更大的鼻腔容積,能讓它單次呼吸吸入更多氧氣,滿足身體的供氧需求;同時(shí),呼吸過(guò)程還能更高效地排出奔跑產(chǎn)生的體熱,讓它不會(huì)因?yàn)轶w溫過(guò)高而停下腳步,真正實(shí)現(xiàn)“跑得更快、更久”,在草原的生存競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
03
長(zhǎng)鼻子與青藏高原
長(zhǎng)鼻三趾馬的隆鼻不僅是適應(yīng)草原的結(jié)果,還與青藏高原的隆升息息相關(guān),它的起源與擴(kuò)散,完美契合了生物演化的“走出西藏”理論。
科學(xué)家在甘肅臨夏盆地發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵的化石線索:晚中新世最晚期的地層里,有長(zhǎng)鼻三趾馬的祖先膜鼻三趾馬,而其上覆的早上新世地層中,直接出現(xiàn)了原始長(zhǎng)鼻三趾馬,兩者在時(shí)間上完美銜接,證明長(zhǎng)鼻三趾馬起源于青藏高原東北緣地區(qū)。
臨夏盆地上新世時(shí)因高海拔背景,氣候本就寒涼,與低海拔地區(qū)經(jīng)歷的暖期、冰期劇烈氣候波動(dòng)不同。這意味著,長(zhǎng)鼻三趾馬在起源地就已經(jīng)適應(yīng)了寒冷干旱的環(huán)境,完成了對(duì)第四紀(jì)冰期的“預(yù)適應(yīng)”。
當(dāng)全球氣候逐漸變冷變干,這些早已適應(yīng)寒冷的長(zhǎng)鼻三趾馬,順利從青藏高原東北緣向華北等中低海拔地區(qū)擴(kuò)散,在更廣闊的草原上繁衍生息,成為晚新生代東亞草原生態(tài)系統(tǒng)中成功的適應(yīng)者。
04
真相沒(méi)那么簡(jiǎn)單
長(zhǎng)鼻三趾馬的研究,遠(yuǎn)不止澄清一個(gè)化石物種的生物學(xué)真相那么簡(jiǎn)單。
科學(xué)家通過(guò)形態(tài)學(xué)、同位素地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)等多學(xué)科證據(jù)的交叉整合,一步步還原了這一遠(yuǎn)古生物的適應(yīng)策略與演化歷史,也為我們理解青藏高原隆升如何影響東亞晚新生代哺乳動(dòng)物的演化,提供了生動(dòng)又具體的案例。
而那個(gè)曾被誤解的大鼻子,也成為生物演化中“適者生存”的最佳見(jiàn)證——所有看似怪異的身體特征,都是生命為了適應(yīng)環(huán)境,走出的最智慧的進(jìn)化之路。
來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所
責(zé)任編輯:宋同舟
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