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啮齿动物奇特似人的指甲让它们自古以来就能享用坚果

了解为什么许多啮齿动物的拇指长着短指甲而非长爪,这一特征已帮助它们觅食和繁衍了数百万年。

Jack Knudson
作者:Jack Knudson
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Squirrel eating nuts
(图片来源:Vine.Photographic/Shutterstock)

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人类和许多啮齿动物有一个共同的特征,这可能会令人震惊:指甲盖。大多数人可能认为啮齿动物只有锋利的爪子,但实际上,这些哺乳动物中的大多数在其拇指上都长有指甲,其外观与人类指甲惊人地相似。

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一项发表在《科学》杂志上的新研究亲自动手,以找出有多少啮齿动物拥有指甲盖,以及它们最初是如何发展出这一特征的。研究人员梳理了芝加哥菲尔德博物馆保存的啮齿动物皮肤,发现大多数啮齿动物都有指甲盖,这些指甲盖数百万年来一直帮助它们吃最喜欢的食物之一——坚果。

探寻啮齿动物拇指的模式

The thumbnail and hand of a kangaroo rat, an example of a rodent with thumbnails that uses its hands to manipulate its food.

一只袋鼠鼠的指甲和手,它是一种有指甲盖的啮齿动物,用手操纵食物。

(图片来源:Missagia 等人)

多年来,科学家们注意到许多啮齿动物的拇指上长着短而扁平的指甲,而不是细长弯曲的爪子。以松鼠为例。当你观察它啃食橡子时,你可能永远不会注意到它拇指上的指甲与其它手指上的爪子有所不同。看来,科学家和非科学家都对啮齿动物的指甲感到惊讶。

“当我与人谈论这项研究时,我总是先问,‘你知道啮齿动物有指甲盖吗?’大多数人都不知道。我也不知道。我研究啮齿动物多年,直到开始在菲尔德博物馆从事这个项目,才对它们的指甲有所了解,”菲尔德博物馆研究员、圣保罗大学进化生物学家、该研究作者拉斐拉·米萨吉亚在一份声明中说。

为了在整个啮齿动物家族中识别出这一特征的更大模式,研究人员面临着艰巨的任务——因为啮齿动物约占所有已知哺乳动物物种的 40%。幸运的是,菲尔德博物馆丰富的啮齿动物标本派上了用场。


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完美的进食工具

研究人员查阅了保存的啮齿动物皮,以寻找答案,重点关注它们的拇指。

“啮齿动物有超过 530 个不同的属,包含 2,500 多个物种。我们研究了来自啮齿动物整个家族树的 433 个属群,”菲尔德博物馆哺乳动物馆长、该研究作者安德森·费霍说。

他们从检查的属群中确定,其中 86% 的物种带有指甲盖。然后,他们将这些信息与来自各种来源(包括 iNaturalist 应用程序的照片、教科书和期刊文章)的啮齿动物进食习惯数据进行了比较。

研究人员接着根据啮齿动物是否用手处理食物(与只用嘴处理食物的啮齿动物相比)重建了啮齿动物的家谱。他们发现,完全没有拇指的啮齿动物通常不用手处理食物。

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与此同时,拥有指甲盖的啮齿动物拥有悠久的历史,可以追溯到史前时代。研究人员表示,一个共同的祖先赋予了许多现代啮齿动物指甲盖,并且这一特征能够存活至今是有充分理由的。他们推测,纤细扁平的指甲盖比长而尖锐的爪子更适合处理和食用坚果。

“坚果是一种高能量资源,但打开和食用它们需要良好的手部灵活性,而许多其他动物不具备这种灵活性——也许啮齿动物的指甲盖使它们能够利用这种独特的资源,然后广泛多样化,因为它们不必与其他动物争夺这种食物,”费霍说。

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灵长类动物与啮齿动物的联系

然而,指甲盖不仅仅是啮齿动物的生物餐具。由于灵长类动物也有指甲盖,并且倾向于居住在树上,研究人员想看看指甲盖与栖息地之间是否存在某种关联。

他们最终发现,有指甲的啮齿动物更有可能生活在地面或树上,而挖洞的啮齿动物则更有可能拥有爪子而没有指甲。这意味着指甲盖对啮齿动物的作用可能超出了进食范围。

啮齿动物和灵长类动物是仅有的两种在拇指上进化出指甲而不是爪子的哺乳动物,尽管这两个谱系是独立获得这一特征的。无论如何,下次你看到松鼠时,请举起拇指以示声援!


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文章来源

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  • Jack Knudson

    Jack Knudson

    Jack Knudson 是《Discover Magazine》的助理编辑,撰写关于太空、古代人类、动物和可持续发展的文章,并负责印刷版的“地球”栏目。

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