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哺乳动物:性欲旺盛好,还是聪明好?

探索哺乳动物的进化之路及其独特的反捕食者防御机制,在智慧和力量之间取得平衡。

作者:Gemma Tarlach
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一段YouTube视频的截图捕捉了经典的捕食者与猎物对峙:相对来说脑容量更大的狮子对阵有角的角马。图片来源:野生动物狩猎电视。猎物和捕食者之间的军备竞赛自第一种微生物躲避另一种微生物以来就一直存在;这是一个永无止境的适应螺旋,以变得更快、更强或防御更好。现在,一项针对647种哺乳动物的反捕食者防御机制的新研究发现,动物似乎采取了几种不同的进化路径来避免被吃掉。然而,每条路径都伴随着权衡。根据今天发表在《英国皇家学会会刊B辑:生物科学》上的论文,哺乳动物的反捕食者防御机制朝着两个方向之一进化:更大的大脑或更强壮的盔甲,无论是角、刺、甲片、臭味喷雾还是手榴弹发射器(好吧,最后一个是开玩笑的)。我们早就知道大脑是高维护的,或者用科学术语来说是“新陈代谢昂贵”的。灰质需要高质量的燃料,而且需要大量才能发挥作用。研究人员已经研究了动物(包括人类)如何将能量从其他需求中转移出来,用于构建和维持越来越大的大脑。(尽管,这里有一个有趣的事实:其中一个“大脑袋”理论上周受到了打击,当时一个团队宣布他们发现人科动物更大的大脑与牙齿尺寸减小之间没有相关性,而我们长期以来一直认为存在这种相关性。嘿,伙计们,这很常见。科学的进步不是一条直线,而是一条Z字形。)到目前为止,研究人员还没有真正仔细研究过某些动物是否进化出了一种不同的生存策略:将更多的能量用于物理防御,而更少的能量用于更大的大脑。

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思考穿山甲

例如,穿山甲全身进化出由角蛋白制成的鳞片——这些鳞片的重量可达哺乳动物体重的三分之一。这种重量需要大量的能量来搬运,穿山甲,嗯,恕我直言,它们并不是最聪明的动物。犰狳虽然与穿山甲关系不密切,但也采取了类似的方法:强壮的身体盔甲但大脑较小。

穿山甲,比如南非马迪克韦野生动物保护区的这个浑身是鳞的家伙,就是那些用大脑换取强壮防御的哺乳动物之一。图片来源:David Brossard/Wikimedia Commons。需要明确的是,研究人员并非简单地比较大脑大小。他们使用了脑化指数(EQ),它将大脑质量与身体大小的关系代入一个方程,得出一个可以在不同物种之间进行比较的单一数字。例如,人类的脑化指数为7.4-7.8。穿山甲的脑化指数仅为0.54,而犰狳的脑化指数也不高,只有0.629。有趣的是,当研究人员回顾化石记录中,那些现代拥有物理防御的动物的无角和无鳞祖先时,他们发现这些早期物种大多数拥有更高的脑化指数:这进一步证明了一些动物进化成将能量用于反捕食者防御而非大脑。例如,遥远的、无防御的穿山甲祖先Ferae,其脑化指数略高,达到1.007。脑化指数与防御之间的负相关在所有哺乳动物群体中都具有统计学意义。

当愚蠢变得有利

为什么一个有机体要放弃更大脑的选择,而选择物理防御呢?这里的关键词是“在地球上”。研究人员发现,那些似乎在更好的防御和更小的大脑方面表现良好的动物,往往是生活在开放环境中的中等大小的陆生食虫动物。可能,鉴于它们的生活方式,这些动物不需要不断地检查周围环境,警惕捕食者。对它们来说,只需做它们自己的事情可能更有意义,因为它们知道,如果捕食者碰巧遇到它们,在被满脸带刺的羽毛或其他不愉快的东西击中后,捕食者就会打消吃掉它们的念头。

啊,亲爱的,有些哺乳动物,它们不需要这些刺、鳞或其他诸如此类的东西。不,不,我的亲爱的,它们特殊的,啊,香水,就足以赶走野兽了。图片来源:乐一通

中间的哺乳动物

研究人员确实发现了一个例外,即较小的大脑与更好的身体盔甲之间的权衡:无论是否具有内置的物理防御,居住在树上的动物都具有更高的脑化指数。作者推测,树栖生活的复杂性,加上其额外的运动平面,需要比仅仅在地面上漫步更高的基线认知能力。例如,豪猪和臭鼬家族的树栖和半树栖成员,其大脑比它们的陆栖亲戚更大,并且在许多情况下,身体防御也较不精致。例如,树栖豪猪的刺比陆栖豪猪的刺更小更细——考虑到这些动物在树上带着一整套巨大的刺会更难移动,这是一种合乎逻辑的适应。

陆生豪猪更精细的刺能提供更好的防御,但在爬树时就不那么好玩了。图片来源:C-8/Wikimedia Commons。除了树栖的例外,作者认为他们的研究表明,归根结底,防御良好的物种不需要更复杂的大脑物质来进行捕食者探测和规避,而是将能量用于其精密的防御。

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