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剑齿的演化之谜与视觉标志性

对来自世界各地、不同时期多种猫科动物的牙齿、下颌和头骨进行分析,可以更清晰地描绘出剑齿的演化过程。

作者:Paul Smaglik
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例如,在猫科动物和剑齿猫科动物的头骨中观察到的形态学变异,其中一些物种同时具有短而长的上犬齿。图片来源:Narimane Chatar / 列日大学

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长而弯曲的犬齿动物在化石记录中出现过两次,间隔数百万年。一个谱系,即 剑齿猫科动物,大约在 2300 万年前在北美灭绝。然后,剑齿虎 消失 大约在 8000 到 10000 年前。最近,“真正的”猫科动物(Felidae 家族)也演化出了剑齿。

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科学家们长期以来一直想知道为什么剑齿会在不同时间和地点出现、消失,然后又重新出现。一项发表在《Current Biology》上的 新研究 填补了一些演化空白。

扫描剑齿虎头骨

作为列日大学博士研究的一部分,Narimane Chatar 和她的团队收集了来自不同时代和大陆的 99 个下颌骨和 91 个头骨。他们使用 3D 扫描仪分析了这些标本,以记录头骨和牙齿的形状随时间的演变。

这种细致的方法产生了一些令人惊讶的结果。关于剑齿演化的传统智慧的简化版本认为它是“趋同演化”——也就是说,剑齿在不同物种中独立出现。然而,Chatar 的研究表明,更像是缓慢而稳定的变化。


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剑齿的形状

“我认为最大的惊喜是形状的连续性,”现在是加州大学伯克利分校研究员的 Chatar 说。

换句话说,物种之间的变化并非总是剧烈的牙齿类型转变,而是头骨形状更细微的变化。

她怀疑早期对猫科食肉动物的分类过分强调了牙齿的形状。例如,有些物种被归类为剑齿、圆锥齿或弯刀齿。这种分析可能将几个物种“硬塞”进与它们身体其他部分不符的类别中。

“当我们对它们的多样性进行采样时,我们意识到情况并非如此简单,”Chatar 说。与其说是“趋同”,不如说是存在一个连续体。

研究小组还发现了一些其他的演化惊喜。首先,剑齿物种在其演化历史早期,头骨和下颌形状的变化速度似乎比犬齿较短的物种更快——基本上是演化成剑齿猫科捕食者的“配方”,Chatar 在一份声明中说。

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该研究小组还假设,剑齿的“过度专业化”导致具有这一特征的群体更快地灭绝。

这个理论被称为巨演化棘轮。Chatar 说:“这种现象被认为是衰退的潜在驱动因素,因为演化倾向于丢失早期的一般形式,导致在其谱系后期出现更专业化但更脆弱的形式。”

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阅读更多: 关于剑齿虎灭绝,你需要知道的一切


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在加入Discover Magazine之前,Paul做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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