艺术家对Rusingoryx atopocranion的想象。 (图片来源:Todd S. Marshall) 很难想象,来自冰河时代的毛发蓬乱的羚羊会与在白垩纪(1.45 亿至 6600 万年前)漫游的一群恐龙有什么共同之处。但是,科学总是充满惊喜。Rusingoryx atopocranion,一种与现代角马相关的已灭绝物种,与一群鸭嘴龙共享一种奇特的适应特征:面部前部一处被称为鼻嵴的空心、圆顶状骨嵴。古生物学家表示,一头具有鸭嘴龙类物种那样骨质鼻嵴的更新世羚羊,是所谓的趋同进化的一个令人惊讶的例子。
骨骼中的证据
构成Rusingoryx面部前部的骨骼——鼻骨、前颌骨(上颌末端的两块小骨头)和额骨——都向前拉长并向上倾斜,形成一个闭合的嵴或隆起,俄亥俄大学雅典分校的古生物学家 Haley O’Brien 和她的同事称之为鼻状圆顶。Rusingoryx是唯一拥有骨质鼻状圆顶的哺乳动物,但属于赖氏龙亚科的鸭嘴龙,拥有几乎完全以相同方式构建的空心头冠。
这是一个令人惊讶的趋同进化案例,当两个遥远相关的物种在相似的环境中进化出相似的适应性时就会发生。事实证明,尽管Rusingoryx和鸭嘴龙关系遥远,但它们实际上有很多共同之处。相隔两块大陆和 6500 万年,Rusingoryx和鸭嘴龙过着非常相似的生活方式:它们都成群地在广阔的草地上放牧。O’Brien 和她的同事将它们描述为“群居食草哺乳动物和恐龙”。在这样的环境中,动物分散在广阔的区域,那些能够远距离呼唤潜在配偶的动物将具有显著优势,而这正是鼻状圆顶的作用。
远距离次声波
Rusingoryx的大部分鼻腔穿过圆顶,位于一组非常大的鼻窦上方,然后在从圆顶顶部向下弯曲进入咽部。这些增大的鼻窦会成为一个完美的共鸣腔,能够放大非常低沉的声音。音调非常低,以至于在晚更新世(180 万年至 11,700 年前)捕猎Rusingoryx的人类可能甚至听不到它们的叫声。人类听力的下限约为 20 赫兹的频率。Rusingoryx 的骨质鼻状圆顶可能产生 248 赫兹至 746 赫兹的叫声,但由于研究人员没有关于其声带软组织(如咽、喉和气管)的信息,他们认为这是一个保守的高估值,并且 Rusingoryx 的发声可能处于次声波范围内,远远低于人类听力极限。在肯尼亚干旱平原干燥的空气中,这种低频声音可以传播超过 6 英里。这会给像Rusingoryx这样的动物在与潜在配偶交流或警告竞争对手方面带来真正的优势。根据声学模型,古生物学家认为赖氏龙的鼻状圆顶在相似的频率范围内放大了声音,这是有道理的,因为赖氏龙在新西兰和欧亚大陆的相似地貌上放牧。O’Brien 和她的同事认为,低沉的发声使赖氏龙和Rusingoryx能够远距离相互呼唤,而不会引起捕食者的注意,尽管他们尚不确定。“我们对次声波的了解其实非常有限,从能够产生次声波的动物到能够听到它的动物,”O’Brien 说。“我们知道人类听不到次声波,而且其他捕食者也可能听不到低频声音。”
一个惊人的发现
1983 年,当肯尼亚维多利亚湖鲁辛加岛首次发现Rusingoryx的头骨时,该动物的面部大部分骨骼都已丢失。当时,古生物学家可以看到它的鼻骨略微向上倾斜,这让他们推测它们可能是一个类似鼻状圆顶的结构的一部分。然而,由于缺乏证据,这一想法最终被驳回——直到 O’Brien 和她的同事在鲁辛加岛一个名为 Bovid Hill 的地点发现了六个完整的Rusingoryx头骨,其鼻状圆顶完好无损。古生物学家对头骨进行了 CT 扫描和声学建模,以更好地理解鼻状圆顶的形成及其作用。他们将这项工作发表在《Current Biology》杂志上。
进化的罕见产物
研究人员想更多地了解该头冠是如何进化的,尽管他们有一个基本想法。在Rusingoryx的早期近亲,被称为Megalotragus的物种中,古生物学家说鼻腔逐渐向上移动,然后面部骨骼开始抬起并拉长形成圆顶。“特化的颊齿可能启动了这一过程;这是我们希望进一步研究的内容。Rusingoryx的颊齿(上颌)和下颌臼齿比例非常高。这可能引发了我们在颊部(上颌)区域看到的一些变化,”O’Brien 说。赖氏龙在形成鼻状圆顶时遵循了非常相似的进化路径。在两个不相关的物种中,这个过程和结果可能如此相似,这可能令人惊讶,但 O’Brien 和她的同事说,只有少数几次进化变化就可能导致鼻状圆顶的形成。要实现所有这些变化,就需要非常相似的一系列环境,例如在开阔的草原上以大型群体放牧,并持续受到致命捕食者的威胁。换句话说,白垩纪的鸭嘴龙和更新世的羚羊最终还是有很多共同之处。














