長(zhǎng)頸鹿類雄性斗爭(zhēng)的對(duì)比，前景為獬豸盤角鹿，遠(yuǎn)景為長(zhǎng)頸鹿 （王宇、郭肖聰復(fù)原）
獬豸盤角鹿高速撞擊有限元模擬 ， A為具有復(fù)雜的頭頸關(guān)節(jié)時(shí)的碰撞摸擬，碰撞很穩(wěn)定；B為移除復(fù)雜的頭頸關(guān)節(jié)時(shí)的碰撞摸擬，頸部發(fā)生折斷
準(zhǔn)噶爾盆地1700萬(wàn)年前的動(dòng)物群，正中間為獬豸盤角鹿（郭肖聰復(fù)原）
（）據(jù)中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所：長(zhǎng)頸鹿的脖子如何變長(zhǎng) ， 這是進(jìn)化生物學(xué)的旗幟性論題，自拉馬克和達(dá)爾文時(shí)代便成為研究的焦點(diǎn)，用進(jìn)廢退論和自然選擇論都在這優(yōu)雅的長(zhǎng)脖子上生發(fā)演繹而來(lái) 。雖然兩位泰斗對(duì)長(zhǎng)頸鹿脖子伸長(zhǎng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)有較大的分歧，但脖子伸長(zhǎng)的動(dòng)力是吃到高處的樹(shù)葉，拉馬克和達(dá)爾文都沒(méi)有懷疑 。
隨著對(duì)長(zhǎng)頸鹿行為觀察的加深，科學(xué)家才認(rèn)識(shí)到，長(zhǎng)頸鹿優(yōu)雅的長(zhǎng)脖子居然是雄性間為求偶競(jìng)爭(zhēng)的武器，它們揮動(dòng)2~3米長(zhǎng)的脖子 ， 用厚重的，帶有小角和骨質(zhì)瘤的頭骨，打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的薄弱部分，就如同古代的武士 ， 揮起流星錘遠(yuǎn)程攻擊對(duì)手 。脖子越長(zhǎng)，對(duì)對(duì)手的傷害就越強(qiáng)烈 。溫文爾雅的長(zhǎng)頸鹿事實(shí)上是一些兇狠的斗士，這種殘暴的求偶斗爭(zhēng)常常能造成對(duì)手的重傷甚至死亡 。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)頸鹿雄性的頸部大小與社會(huì)等級(jí)直接相關(guān)，求偶競(jìng)爭(zhēng)才是長(zhǎng)脖子演化的驅(qū)動(dòng)力的新觀點(diǎn)沖擊了原有的認(rèn)識(shí) 。
2022年6月3日 ， 以中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所王世騏研究員、鄧濤研究員和孟津客座研究員為通訊作者，王世騏為第一作者的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在Science雜志發(fā)表了題為"Sexual selection promotes giraffoid head-neck evolution and ecological adaptation"的研究論文，研究了一種奇異的早期長(zhǎng)頸鹿——獬豸盤角鹿（Discokeryx xiezhi），極大促進(jìn)了對(duì)長(zhǎng)頸鹿的長(zhǎng)脖子演化的認(rèn)識(shí) ， 并對(duì)求偶斗爭(zhēng)和取食壓力兩種因素進(jìn)行了深度的結(jié)合 ?；l(fā)現(xiàn)于新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣中新世早期約1700萬(wàn)年前的地層中，包括一個(gè)帶有四節(jié)頸椎的完整腦顱 。獬豸盤角鹿具有很多哺乳動(dòng)物中獨(dú)一無(wú)二的特征，包括頭頂正中發(fā)育一個(gè)圓盤狀的大角，恰似中國(guó)古代神話傳說(shuō)中的獨(dú)角麒麟——獬豸，而它的每一節(jié)頸椎都非常粗壯，并且具有哺乳動(dòng)物中最復(fù)雜的頭頸之間與頸椎之間的關(guān)節(jié) 。研究團(tuán)隊(duì)利用有限元方法，在古生物研究中首次采用高速的動(dòng)力學(xué)模擬方法，證實(shí)獬豸盤角鹿的頭骨和頸椎的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特別適應(yīng)于高速的頭對(duì)頭撞擊，對(duì)頭骨和腦部的保護(hù)遠(yuǎn)優(yōu)于麝牛等適應(yīng)頭部撞擊的現(xiàn)生動(dòng)物 ， 也可能是有史以來(lái)最適應(yīng)頭部撞擊的脊椎動(dòng)物 ， 成為生物演化史上的一大奇觀 。
貝葉斯和最簡(jiǎn)約系統(tǒng)發(fā)育分析均顯示，現(xiàn)生長(zhǎng)頸鹿與獬豸盤角鹿均屬于長(zhǎng)頸鹿超科，它們頭骨和頸部的形態(tài)差別很大，但都與雄性的求偶斗爭(zhēng)相關(guān)，而且都向極端的方向演化 。研究團(tuán)對(duì)比了反芻類幾大類群，包括長(zhǎng)頸鹿類、牛類、鹿類、叉角羚類的角的形態(tài)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)頸鹿類角的多樣性遠(yuǎn)高于其它幾大類群，并且形態(tài)往往偏向極端，這說(shuō)明，長(zhǎng)頸鹿類求偶斗爭(zhēng)比其它反芻類更加高強(qiáng)度而且多樣化 。長(zhǎng)頸鹿和盤角鹿都是極端的打斗者，雄性為了爭(zhēng)奪雌性的芳心，不惜發(fā)展出一些極端的武器 ， 極端的行為在性選擇的加持下，促生了進(jìn)化史上各種長(zhǎng)頸鹿極端的頭頸部的形態(tài)學(xué)演化 。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了獬豸盤角鹿的生態(tài)環(huán)境和它所占據(jù)的生態(tài)位 。當(dāng)時(shí)地球正處于一個(gè)溫暖時(shí)期，總體上來(lái)說(shuō)森林密布，但盤角鹿生存的新疆地區(qū)，由于南邊青藏高原正劇烈隆升，阻擋了水汽的傳輸，使得這一帶比其它地區(qū)要干旱一些 。牙釉質(zhì)穩(wěn)定同位素表明，獬豸盤角鹿生活在開(kāi)闊的草原之中，并且可能隨季節(jié)遷徙 。對(duì)于當(dāng)時(shí)的動(dòng)物來(lái)說(shuō) ， 草原環(huán)境是瘠薄的 ， 不如森林環(huán)境舒適 。獬豸盤角鹿的激烈打斗行為，可能與生存環(huán)境帶來(lái)的壓力相關(guān) 。
到了現(xiàn)生長(zhǎng)頸鹿出現(xiàn)之初，也遭遇過(guò)類似的環(huán)境 。約在700萬(wàn)年前的時(shí)候，東非高原也由森林環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)闊的草原，遠(yuǎn)古長(zhǎng)頸鹿賴以生存的環(huán)境逐步消失，促使它們必須適應(yīng)新的變化 。本來(lái)身體比較高大的長(zhǎng)頸鹿，可能在這個(gè)時(shí)期發(fā)展出來(lái)了利用甩動(dòng)脖子和頭部攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方式，通過(guò)這種極端的斗爭(zhēng)方式，在性選擇的加持下，使得在200萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)頸鹿的頸部迅速加長(zhǎng)，成為現(xiàn)生的長(zhǎng)頸鹿屬（Giraffa），從而有效占領(lǐng)了取食高處樹(shù)葉這樣一個(gè)相對(duì)邊緣化，但回報(bào)還是頗豐的生態(tài)位 。長(zhǎng)頸鹿與其它物種競(jìng)爭(zhēng)較少，不必與斑馬羚羊等動(dòng)物比賽啃食那些難以消化的草本植物 。
由此可見(jiàn)，長(zhǎng)頸鹿類的生態(tài)地位要比牛科鹿科等更加邊緣化，這種演化初始的生態(tài)定位似乎預(yù)先決定了它們的演化道路：邊緣化的生態(tài)定位促進(jìn)了種內(nèi)的極端求偶競(jìng)爭(zhēng) ， 而極端求偶競(jìng)爭(zhēng)又促進(jìn)了極端的形態(tài)學(xué)演化 。用今天習(xí)慣的用語(yǔ)可以說(shuō) ， 是選擇大于努力，還是努力大于選擇？這足以引起我們對(duì)物種演化方向、策略以及結(jié)果的更深層次的思考 。該項(xiàng)成果通過(guò)研究獬豸盤角鹿這個(gè)與長(zhǎng)頸鹿譜系相近、演化環(huán)境背景相似、演化策略相同的物種，極大地促進(jìn)了我們對(duì)長(zhǎng)頸鹿脖子演化細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)，豐富了進(jìn)化生物學(xué)這一旗幟性迷題的內(nèi)涵 。
此項(xiàng)研究得到中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)科技專項(xiàng)、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等基金的資助 。（_原題為：奇異的化石揭示長(zhǎng)頸鹿演化謎題的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力）
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8316
相關(guān)報(bào)道：求食？求偶？化石顯示，長(zhǎng)頸鹿脖子變長(zhǎng)竟源自極端“內(nèi)卷”……
（）據(jù)文匯報(bào)（許琦敏）：長(zhǎng)頸鹿的脖子如何變長(zhǎng)？對(duì)于這個(gè)進(jìn)化生物學(xué)的旗幟性論題，曾有兩種主要觀點(diǎn)：一種認(rèn)為是為了吃到高處的樹(shù)葉，而另一種認(rèn)為是長(zhǎng)頸鹿雄性之間求偶競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果 。
2022年6月3日，以中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所王世騏研究員、鄧濤研究員和孟津客座研究員為通訊作者，王世騏為第一作者的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，研究了一種奇異的早期長(zhǎng)頸鹿——獬豸盤角鹿（Discokeryx xiezhi），極大促進(jìn)了對(duì)長(zhǎng)頸鹿的長(zhǎng)脖子演化的認(rèn)識(shí)，并對(duì)求偶斗爭(zhēng)和取食壓力兩種因素進(jìn)行了深度的結(jié)合 。
脖子變長(zhǎng)，求食？求偶？
自拉馬克和達(dá)爾文時(shí)代，長(zhǎng)頸鹿的脖子便成為生物進(jìn)化研究的焦點(diǎn)——用進(jìn)廢退論和自然選擇論 。這兩種理論都認(rèn)為，長(zhǎng)頸鹿脖子伸長(zhǎng)的動(dòng)力是為了吃到高處的樹(shù)葉 。
隨著對(duì)長(zhǎng)頸鹿行為觀察的加深，科學(xué)家才認(rèn)識(shí)到，長(zhǎng)頸鹿優(yōu)雅的長(zhǎng)脖子居然是雄性間為求偶競(jìng)爭(zhēng)的武器 。
溫文爾雅的長(zhǎng)頸鹿事實(shí)上是一些兇狠的斗士，這種殘暴的求偶斗爭(zhēng)常常能造成對(duì)手的重傷甚至死亡 。它們揮動(dòng)2~3米長(zhǎng)的脖子，用厚重的、帶有小角和骨質(zhì)瘤的頭骨，打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的薄弱部分，就如同古代的武士揮起流星錘，遠(yuǎn)程攻擊對(duì)手脖子越長(zhǎng)，對(duì)對(duì)手的傷害就越強(qiáng)烈 。
研究發(fā)現(xiàn) ， 長(zhǎng)頸鹿雄性的頸部大小與社會(huì)等級(jí)直接相關(guān)，求偶競(jìng)爭(zhēng)才是長(zhǎng)脖子演化的驅(qū)動(dòng)力的新觀點(diǎn)沖擊了原有的認(rèn)識(shí) 。
奇觀！頸椎超適應(yīng)“高速撞擊”
此次論文中研究的化石，發(fā)現(xiàn)于新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣中新世早期約1700萬(wàn)年前的地層中，包括一個(gè)帶有四節(jié)頸椎的完整腦顱 。
獬豸盤角鹿具有很多哺乳動(dòng)物中獨(dú)一無(wú)二的特征，包括頭頂正中發(fā)育一個(gè)圓盤狀的大角，恰似中國(guó)古代神話傳說(shuō)中的獨(dú)角麒麟——獬豸 。
獬豸盤角鹿的每一節(jié)頸椎都非常粗壯，并且具有哺乳動(dòng)物中最復(fù)雜的頭頸之間與頸椎之間的關(guān)節(jié) 。
研究團(tuán)隊(duì)利用有限元方法，在古生物研究中首次采用高速的動(dòng)力學(xué)模擬方法，證實(shí)獬豸盤角鹿的頭骨和頸椎的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特別適應(yīng)于高速的頭對(duì)頭撞擊，有效性遠(yuǎn)高于麝牛等適應(yīng)頭部撞擊的現(xiàn)生動(dòng)物，也可能是有史以來(lái)最適應(yīng)頭部撞擊的脊椎動(dòng)物，成為生物演化史上的一大奇觀 。
科學(xué)家分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)生長(zhǎng)頸鹿與獬豸盤角鹿均屬于長(zhǎng)頸鹿超科 ， 它們頭骨和頸部的形態(tài)差別很大 ， 但都與雄性的求偶斗爭(zhēng)相關(guān)，而且都向極端的方向演化 。
研究團(tuán)對(duì)比了反芻類幾大類群，包括長(zhǎng)頸鹿類、牛類、鹿類、叉角羚類的角的形態(tài)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)頸鹿類角的多樣性遠(yuǎn)高于其它幾大類群，并且形態(tài)往往偏向極端 。這說(shuō)明，長(zhǎng)頸鹿類求偶斗爭(zhēng)比其它反芻類更加高強(qiáng)度而且多樣化 。
“長(zhǎng)頸鹿和盤角鹿都是極端的打斗者 ， 雄性為了爭(zhēng)奪雌性的芳心 ， 不惜發(fā)展出一些極端的武器 ?！蓖跏莉U解釋 ， 極端的行為在性選擇的加持下 ， 促生了進(jìn)化史上各種長(zhǎng)頸鹿極端的頭頸部的形態(tài)學(xué)演化 。
極端“內(nèi)卷”造就極端形態(tài)
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了獬豸盤角鹿的生態(tài)環(huán)境和它所占據(jù)的生態(tài)位 。
1700萬(wàn)年前 ， 地球正處于一個(gè)溫暖時(shí)期，總體上來(lái)說(shuō)森林密布 。但在盤角鹿生存的新疆地區(qū)，由于南邊青藏高原正劇烈隆升，阻擋了水汽的傳輸，使得這一帶比其它地區(qū)要干旱一些 。
牙釉質(zhì)穩(wěn)定同位素表明，獬豸盤角鹿生活在開(kāi)闊的草原之中，并且可能隨季節(jié)遷徙 。對(duì)于當(dāng)時(shí)的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，草原環(huán)境是瘠薄的，不如森林環(huán)境舒適 。獬豸盤角鹿的激烈打斗行為 ， 可能與生存環(huán)境帶來(lái)的壓力相關(guān) 。
現(xiàn)生長(zhǎng)頸鹿出現(xiàn)之初，也遭遇過(guò)類似的環(huán)境 。約在700萬(wàn)年前的時(shí)候，東非高原也由森林環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)闊的草原，遠(yuǎn)古長(zhǎng)頸鹿不得不適應(yīng)新的變化 。本來(lái)身體比較高大的長(zhǎng)頸鹿，可能在這個(gè)時(shí)期發(fā)展出來(lái)了利用甩動(dòng)脖子和頭部攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方式 。在性選擇的加持下，使得在200萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)頸鹿的頸部迅速加長(zhǎng)，成為現(xiàn)生的長(zhǎng)頸鹿屬（Giraffa），從而有效占領(lǐng)了取食高處樹(shù)葉這樣一個(gè)相對(duì)邊緣化，但回報(bào)還是頗豐的生態(tài)位 。
由此可見(jiàn)，長(zhǎng)頸鹿類的生態(tài)地位要比牛科鹿科等更加邊緣化，這種演化初始的生態(tài)定位似乎預(yù)先決定了它們的演化道路：邊緣化的生態(tài)定位促進(jìn)了種內(nèi)的極端求偶競(jìng)爭(zhēng) ， 而極端求偶競(jìng)爭(zhēng)又促進(jìn)了極端的形態(tài)學(xué)演化 。
該項(xiàng)成果通過(guò)研究獬豸盤角鹿這個(gè)與長(zhǎng)頸鹿譜系相近、演化環(huán)境背景相似、演化策略相同的物種 ， 極大地促進(jìn)了我們對(duì)長(zhǎng)頸鹿脖子演化細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)，豐富了進(jìn)化生物學(xué)這一旗幟性迷題的內(nèi)涵 。
相關(guān)報(bào)道：奇異化石揭示長(zhǎng)頸鹿“長(zhǎng)脖子演化謎題”的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力
（）據(jù)新華社北京6月3日電（采訪人員金地、張泉）：長(zhǎng)頸鹿為何演化出長(zhǎng)脖子？這是進(jìn)化生物學(xué)的旗幟性論題 。最近，通過(guò)對(duì)一種約1700萬(wàn)年前的早期長(zhǎng)頸鹿——獬豸盤角鹿進(jìn)行研究，科學(xué)家揭示了長(zhǎng)頸鹿“長(zhǎng)脖子演化謎題”的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力 。相關(guān)成果3日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》上 。
文章第一作者、中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員王世騏介紹，此次研究的盤角鹿化石發(fā)現(xiàn)于新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣 ， 包括一個(gè)帶有4節(jié)頸椎的完整腦顱 。研究發(fā)現(xiàn) ， 它的每節(jié)頸椎都非常粗壯，并且具有哺乳動(dòng)物中最復(fù)雜的頭頸與頸椎之間的關(guān)節(jié) 。這種結(jié)構(gòu)特別適應(yīng)于高速的頭對(duì)頭撞擊，表明盤角鹿很可能有著激烈的打斗行為 。
“當(dāng)時(shí)盤角鹿所生活的開(kāi)闊草原相對(duì)貧瘠，不如森林環(huán)境舒適，由此帶來(lái)的生存壓力可能促進(jìn)了種內(nèi)的極端求偶競(jìng)爭(zhēng) 。”王世騏說(shuō)，適于沖撞的頭頸是盤角鹿求偶的“武器”，而長(zhǎng)頸鹿在求偶時(shí)，也會(huì)揮動(dòng)長(zhǎng)脖子，用厚重的、帶有小角和骨質(zhì)瘤的頭骨打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 。這兩者的譜系相近、演化環(huán)境背景相似、演化策略相同 。對(duì)盤角鹿的研究支持了此前有學(xué)者認(rèn)為長(zhǎng)頸鹿長(zhǎng)脖子的形成由雄性間的求偶競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)的觀點(diǎn) 。
在此基礎(chǔ)上，此次研究將學(xué)界在長(zhǎng)頸鹿演化中的兩種觀點(diǎn)——演化動(dòng)力來(lái)自取食壓力和來(lái)自求偶競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行了統(tǒng)一 ?！伴L(zhǎng)頸鹿類的生態(tài)位要比?？?、鹿科等更加邊緣化 ， 這種邊緣化的生態(tài)位促進(jìn)了種內(nèi)的極端求偶競(jìng)爭(zhēng) ， 而極端求偶競(jìng)爭(zhēng)又促進(jìn)了極端的形態(tài)學(xué)演化 ?！蓖跏莉U說(shuō) 。
可以推測(cè)這樣的情況：約在700萬(wàn)年前，東非高原由森林環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)闊的草原 ， 遠(yuǎn)古長(zhǎng)頸鹿賴以生存的環(huán)境逐漸消失，促使它們必須適應(yīng)新的變化 。本來(lái)身體比較高大的長(zhǎng)頸鹿，可能在這個(gè)時(shí)期發(fā)展出了利用甩動(dòng)脖子和頭部攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方式 。通過(guò)這種極端的斗爭(zhēng)方式，在性選擇的加持下，在200萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)頸鹿的頸部迅速加長(zhǎng)，成為現(xiàn)生的長(zhǎng)頸鹿屬 ， 從而有效占領(lǐng)了取食高處樹(shù)葉這樣一個(gè)相對(duì)邊緣化、但回報(bào)頗豐的生態(tài)位 。
相關(guān)報(bào)道：“長(zhǎng)脖子”家族，找女朋友比生存壓力更大！
（）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（胡珉琦）：長(zhǎng)頸鹿的脖子為什么那么長(zhǎng)？這既是孩子十萬(wàn)個(gè)為什么里的經(jīng)典問(wèn)題，也是演化生物學(xué)史上的一個(gè)旗幟性論題 。
人們普遍相信，長(zhǎng)脖子與獲取高處食物有關(guān) 。但部分科學(xué)家卻始終抱有另一種猜想：長(zhǎng)脖子是為了找“女朋友” 。只不過(guò)，他們一直苦于證據(jù)不足 。
6月3日，《科學(xué)》發(fā)表了一項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（以下簡(jiǎn)稱“古脊椎所”）主導(dǎo)的研究，以全新的發(fā)現(xiàn)沖擊了這一問(wèn)題原有的答案 。
這個(gè)故事還得從一頭來(lái)自新疆準(zhǔn)噶爾盆地的“怪獸”說(shuō)起 。
“怪獸！怪獸！”
1996年，新疆烏倫古河流域富蘊(yùn)縣與福海縣交界處的一個(gè)小山梁上 ， 響起了古脊椎所客座研究員孟津的陣陣驚呼聲 。
“怪獸！怪獸！”
和他一同在那里進(jìn)行古生物科考的古脊椎所研究員葉捷和吳文裕聞?dòng)崗恼跍y(cè)量的化石坡面往上爬 。一見(jiàn)到那具化石時(shí)，他們也怔愣住了 。
這是一件大型反芻動(dòng)物的腦顱化石，腦顱骨壁異常厚實(shí) 。最為奇特的是 ， 其腦袋頂上長(zhǎng)著一個(gè)巨大的圓盤，完全覆蓋了頭頂，就像一頂帽子 ?？伤麄儚奈匆?jiàn)過(guò)這樣的“角” 。
不僅如此，研究人員進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，它的頸椎異常粗壯，具有非常復(fù)雜的頭頸和頸間關(guān)節(jié) 。在之后的考察中 ， 研究人員在同期地層中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了幾十件同類標(biāo)本 。他們傾向于認(rèn)為這是為了適應(yīng)劇烈碰撞行為而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，因此推測(cè)，“怪獸”也許和?？苿?dòng)物比較接近 。
此后20多年，古脊椎所許多研究人員都見(jiàn)過(guò)這些標(biāo)本 ， 卻始終沒(méi)人能鑒定距今1700萬(wàn)年的“怪獸”的分類學(xué)屬性 。
直到2015年，葉捷把寶貝似的捂在手里的化石交給了年輕的王世騏 ， “怪獸”的身世之謎才最終被揭開(kāi) 。
借助高分辨率的CT掃描和三維重建技術(shù)，古脊椎所研究員、論文一作王世騏抓住了內(nèi)耳這個(gè)重要結(jié)構(gòu) 。
近年來(lái)，他與來(lái)自歐洲的研究團(tuán)隊(duì)合作，獲取了大量?？?、鹿科、麝科和長(zhǎng)頸鹿科動(dòng)物化石的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)信息 ， 發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)是有明確的系統(tǒng)發(fā)育意義的 。因此，內(nèi)耳的形態(tài)在反芻動(dòng)物的分類中可以起到關(guān)鍵的判別作用 。
“我們發(fā)現(xiàn)，‘怪獸’的內(nèi)耳與之前認(rèn)為的最有可能的牛科截然不同，與鹿科、麝科等也不同，反而與現(xiàn)生的長(zhǎng)頸鹿在關(guān)鍵特征上是一致的 ?！?王世騏說(shuō) 。
這一發(fā)現(xiàn)讓研究團(tuán)隊(duì)豁然開(kāi)朗 。過(guò)去，在?？?、鹿科和叉角羚科中 ， 從來(lái)沒(méi)有過(guò)從頂骨中心生長(zhǎng)的獨(dú)角，但長(zhǎng)頸鹿的角卻可以長(zhǎng)在那里 。甚至在化石長(zhǎng)頸鹿中 ， 曾有一種非洲早中新世發(fā)現(xiàn)的原利比亞獸，就是在頂骨中心生長(zhǎng)出了一個(gè)掌狀的大角，與“怪獸”已經(jīng)很接近 。
研究團(tuán)隊(duì)終于確定 ， “怪獸”就是早期長(zhǎng)頸鹿類群，并將其命名為獬豸盤角鹿 。
史上最適合碰撞的動(dòng)物
獬豸盤角鹿在腦顱之后聯(lián)接著四節(jié)異常粗大的頸椎，頸椎與頭骨之間，除了正常的轉(zhuǎn)動(dòng)功能，還發(fā)育了一個(gè)異常增大的限位關(guān)節(jié)，其后的各頸椎之間也多少發(fā)育了附加的限位關(guān)節(jié) 。這樣的結(jié)構(gòu)讓王世騏不禁聯(lián)想到 ， 獬豸盤角鹿可能具有非常激烈的頭對(duì)頭的碰撞行為 。
這時(shí)，有著生物力學(xué)研究背景的他充分發(fā)了自己優(yōu)勢(shì) 。研究團(tuán)隊(duì)利用有限元力學(xué)模擬證實(shí)了，這些結(jié)構(gòu)特征對(duì)于維持碰撞中的穩(wěn)定性是不可或缺的 ， 對(duì)避免頸部折斷十分必要 。
“我們對(duì)比發(fā)現(xiàn) ， 盤角鹿在頭對(duì)頭碰撞中的力學(xué)性能比麝牛、盤羊這些現(xiàn)生動(dòng)物還要強(qiáng) ， 他很可能是生物演化史上最適合碰撞的動(dòng)物 ?！边@一奇觀讓王世騏興奮異常 。
除了盤角鹿 ， 研究團(tuán)隊(duì)還把視野擴(kuò)展到了整個(gè)長(zhǎng)頸鹿家族 。根據(jù)各種化石長(zhǎng)頸鹿的記錄 ， 他們梳理發(fā)現(xiàn)，家族成員們的角長(zhǎng)得五花八門，多樣化程度遠(yuǎn)高于現(xiàn)生?？坪吐箍苿?dòng)物 。
“角的不同形態(tài)代表了雄性不同的打斗方式，長(zhǎng)頸鹿類多樣化的角的形態(tài)，則反應(yīng)出它們?cè)谘莼挟a(chǎn)生了非常多樣的雄性打斗方式 ?！彼嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 。
動(dòng)物間的碰撞是一種極端的雄性間求偶競(jìng)爭(zhēng)行為，在哺乳動(dòng)物的演化中，這種激烈斗爭(zhēng)無(wú)外乎是為了獲得雌性的青睞 。他解釋，無(wú)論是異常粗壯的頸椎和非常復(fù)雜的頭頸關(guān)節(jié) ， 還是多樣性化的角的形態(tài) ， 長(zhǎng)頸鹿家族演化出的這些極端的斗爭(zhēng)武器，都是為了使雄性能夠贏得交配權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)，從而使它們的基因得以流傳 。
研究到了這一階段，也進(jìn)入了最激動(dòng)人心的部分 。
眾所周知，現(xiàn)生雄性長(zhǎng)頸鹿在求偶斗爭(zhēng)中，會(huì)甩動(dòng)長(zhǎng)脖子，用頭部打擊對(duì)手，如同使用流星錘的武士，頸部越長(zhǎng)，打擊對(duì)手就越有效 。會(huì)不會(huì)從一開(kāi)始，長(zhǎng)頸鹿演化出長(zhǎng)脖子的形態(tài) ， 就是求偶競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果？
先食后性，還是先性后食
長(zhǎng)頸鹿是非洲稀樹(shù)草原的旗艦物種，它脖子的總長(zhǎng)度可達(dá)2.5 米，在動(dòng)物界獨(dú)樹(shù)一幟 。長(zhǎng)頸鹿究竟如何演化出了超長(zhǎng)的頸部，早在拉馬克和達(dá)爾文時(shí)期 ， 學(xué)者們就對(duì)此爭(zhēng)執(zhí)不下 。
古脊椎所研究員、通訊作者之一的鄧濤介紹 ， 拉馬克認(rèn)為，長(zhǎng)頸鹿是為了努力獲取高處的食物，所以脖子才會(huì)變長(zhǎng)，這是“用進(jìn)廢退”理論 。達(dá)爾文則是用“自然選擇”來(lái)解釋 。長(zhǎng)頸鹿的后代中偶然出現(xiàn)了長(zhǎng)脖子成員，它們因?yàn)槟塬@取更多的食物，而在生存競(jìng)爭(zhēng)中留下來(lái)了更多的后代 ， 也使得這種基因得以長(zhǎng)久遺傳 。
兩種理論雖然對(duì)長(zhǎng)脖子的演化過(guò)程和驅(qū)動(dòng)力的解釋不同，但有一點(diǎn)卻是相同的 ， 那就是都與取食行為密切相關(guān) 。
直到1996年，國(guó)外學(xué)者Robert Simmons和Lue Scheepers發(fā)表了一項(xiàng)重要成果 。鄧濤介紹，他們觀察發(fā)現(xiàn) ， 長(zhǎng)頸鹿取食的高度并不是很高，往往不超過(guò)2米，如果僅僅為了取食，似乎沒(méi)有必要長(zhǎng)出這么長(zhǎng)的脖子 。
不僅如此 ， 與雌性不同 ， 雄性長(zhǎng)頸鹿的頭頸部重量隨年齡始終在增長(zhǎng)，而且，雄性的頸部大小還與社會(huì)等級(jí)直接相關(guān) 。作者認(rèn)為，這就是一種強(qiáng)烈的指向 ， 長(zhǎng)頸鹿如此特殊的頭頸形態(tài)其實(shí)是和雌性的選擇有關(guān) 。這種演化動(dòng)力也就是達(dá)爾文所說(shuō)的“性選擇” 。
那么 ， 長(zhǎng)頸鹿長(zhǎng)脖子演化的動(dòng)力究竟是食還是性？更準(zhǔn)確地說(shuō)，是先食后性，還是先性后食？“在沒(méi)有化石證據(jù)的年代，這一問(wèn)題并沒(méi)有確切結(jié)論，且自然選擇一直占據(jù)上風(fēng) ?！编嚌硎?。
獬豸盤角鹿的發(fā)現(xiàn)對(duì)演化生物學(xué)界是個(gè)巨大的驚喜，它和其他化石長(zhǎng)頸鹿一起從實(shí)證層面解釋了，為了求偶而長(zhǎng)出極端的斗爭(zhēng)武器，很可能是刻在長(zhǎng)頸鹿家族基因里的 。
最終，研究團(tuán)隊(duì)講述了這樣一個(gè)故事：早期的長(zhǎng)頸鹿本來(lái)就身體比較高大，由于性選擇的加持，發(fā)展出來(lái)了利用甩動(dòng)脖子和頭部攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方式，使得頸部迅速變長(zhǎng)，而這也讓它們占領(lǐng)了取食高處樹(shù)葉這樣一個(gè)相對(duì)邊緣化，但回報(bào)頗豐的生態(tài)位 。這種生態(tài)定位決定了它們的演化道路會(huì)更加艱難，導(dǎo)致種內(nèi)的求偶競(jìng)爭(zhēng)加劇，而極端求偶競(jìng)爭(zhēng)又進(jìn)一步促進(jìn)了極端的形態(tài)演化 ， 并使得它們可以在自然歷史的滾滾長(zhǎng)河之中歷經(jīng)艱辛，生存至今……
這個(gè)故事雖然不盡完美，但它成功說(shuō)服了學(xué)界同行 。審稿人在其審稿意見(jiàn)中表示，這是一項(xiàng)全面且十分令人印象深刻的研究，會(huì)引起多個(gè)不同領(lǐng)域的科學(xué)家和普通公眾的興趣 。它用大量的技術(shù)手段 ， 確保最準(zhǔn)確地描述新的分類單元 ?；诨C據(jù)和充分的論證，表明一種新的長(zhǎng)頸鹿物種對(duì)其戰(zhàn)斗模式表現(xiàn)出了獨(dú)特的形態(tài)適應(yīng)能力，并把這種形態(tài)武器與性選擇聯(lián)系在一起 。在某種程度上，這項(xiàng)研究可能成為未來(lái)長(zhǎng)頸鹿類研究的關(guān)鍵 。
相關(guān)報(bào)道：長(zhǎng)頸鹿脖子為什么這么長(zhǎng)？中國(guó)科學(xué)家最新《科學(xué)》揭曉全新答案
（）據(jù)藥明康德：超過(guò)2米長(zhǎng)的頸部構(gòu)成了長(zhǎng)頸鹿最突出的特征，也讓它們成為今天地球上最高大的動(dòng)物 。那么，這個(gè)全世界獨(dú)一無(wú)二的脖子是怎么演出而來(lái)的？今天 ， 在一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》雜志的研究中，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（IVPP）的研究團(tuán)隊(duì)從一種奇特的長(zhǎng)頸鹿祖先中，發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)頸鹿頸部演化的全新證據(jù) 。研究指出，雄性的求偶競(jìng)爭(zhēng)是長(zhǎng)頸鹿頸部演化的重要驅(qū)動(dòng)力 。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題 ， 最著名的論戰(zhàn)來(lái)自拉馬克與達(dá)爾文 。我們知道，拉馬克曾提出了“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”的假說(shuō)：根據(jù)前者 ， 長(zhǎng)頸鹿進(jìn)食樹(shù)木頂端的葉片 ， 需要不斷使用脖子，因此頸部變得更長(zhǎng)；而根據(jù)后者，這些新的性狀有可能遺傳給后代，使得長(zhǎng)脖子成為普遍性狀 。
達(dá)爾文則根據(jù)適應(yīng)性演化的觀點(diǎn)反駁道 ， 長(zhǎng)頸鹿的長(zhǎng)脖子是自然選擇的結(jié)果：在非洲大草原的林地中，擁有更長(zhǎng)頸部的長(zhǎng)頸鹿能攝取樹(shù)木頂端的葉片，因此在生存競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì) ， 這樣的性狀也更有可能遺傳下來(lái) 。
達(dá)爾文為長(zhǎng)脖子的來(lái)源提供了完整的解釋，但這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有蓋棺定論 。此后，也有科學(xué)家提出了其他的觀點(diǎn)：長(zhǎng)脖子其實(shí)是雄性長(zhǎng)頸鹿求偶競(jìng)爭(zhēng)的武器，有助于爭(zhēng)取交配權(quán) 。
根據(jù)這個(gè)假說(shuō)，雄性長(zhǎng)頸鹿在求偶競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，會(huì)用它們長(zhǎng)有骨質(zhì)角的頭骨重重地砸向?qū)κ植弊拥谋∪醪课?。在這個(gè)過(guò)程中，長(zhǎng)脖子的擺動(dòng)就如同是流星錘的鐵鏈 ， 可以讓頭部的撞擊擁有更大的動(dòng)能 。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，脖子越長(zhǎng)，對(duì)對(duì)手造成的傷害就越大 。
求偶競(jìng)爭(zhēng)的假說(shuō)雖然有趣，但如何驗(yàn)證這個(gè)假說(shuō)，成為一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn) 。在最新論文中，研究團(tuán)隊(duì)從一個(gè)早期長(zhǎng)頸鹿物種身上找到了關(guān)鍵線索 。
鄧濤研究員團(tuán)隊(duì)研究的，是一個(gè)首次發(fā)現(xiàn)的奇特物種：Discokeryx xiezhi 。D.xiezhi與現(xiàn)今的長(zhǎng)頸鹿同屬于長(zhǎng)頸鹿總科 。這枚化石出土于新疆準(zhǔn)噶爾盆地北緣，生活在距今約1700萬(wàn)年 。保存完好的頭骨和4節(jié)頸椎，使得科學(xué)家可以借助骨骼的比較解剖學(xué) ， 研究這一性狀的起源 。
D.xiezhi擁有一系列獨(dú)特的特征，尤其是頭部中間的圓盤狀骨質(zhì)角，仿佛是在頭上長(zhǎng)了一枚頭盔 。這個(gè)物種也得名于此：獬豸（xiezhi）是中國(guó)古代神話中的獨(dú)角生物 。
這個(gè)物種的頸椎非常粗壯，而且其頭部與頸部之間的關(guān)節(jié)連接是哺乳動(dòng)物中最復(fù)雜的 。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)骨骼化石的研究表明 ， 這種復(fù)雜的關(guān)節(jié)特別適合高速撞擊，甚至比今天需要頻繁進(jìn)行頭部撞擊的動(dòng)物（例如麝牛）更有效 。綜合骨質(zhì)角與關(guān)節(jié)特征，作者認(rèn)為，D.xiezhi可能是歷史上最適合頭部撞擊的脊椎動(dòng)物 。
是什么原因造成了這個(gè)物種的激烈競(jìng)爭(zhēng)？研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)環(huán)境在其中起到了關(guān)鍵作用 。
在D.xiezhi生存的1700萬(wàn)年前，地球非常溫暖，因此森林整體十分茂密 。但當(dāng)時(shí)青藏高原已經(jīng)隆起，阻擋了印度洋的水汽向北方輸送，因此D.xiezhi所處的地區(qū)較為干燥 。
這一點(diǎn)也得到了同位素研究的證實(shí) 。穩(wěn)定同位素可以幫助我們推測(cè)出動(dòng)物當(dāng)時(shí)的食物類型 。對(duì)D.xiezhi牙釉質(zhì)的同位素分析顯示，它們生活在開(kāi)闊的草原上 。相比于食物充足的森林環(huán)境，草原更加貧瘠，因此D.xiezhi面臨著更大的生存壓力 。這可能解釋了它們激烈的求偶競(jìng)爭(zhēng) 。
進(jìn)一步的研究指出，D.xiezhi所面臨的情況，同樣發(fā)生在其他長(zhǎng)頸鹿物種的演化歷程中 。
研究團(tuán)隊(duì)比較了長(zhǎng)頸鹿科與其他幾種反芻動(dòng)物（包括牛、羊、鹿和叉角羚）的骨質(zhì)角的形態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)頸鹿骨質(zhì)角的多樣性遠(yuǎn)超其他動(dòng)物，并且呈現(xiàn)出多種不同的極端形態(tài)，這反映了長(zhǎng)頸鹿中更加激烈的求偶競(jìng)爭(zhēng) 。這種激烈的求偶競(jìng)爭(zhēng)，很可能也讓長(zhǎng)脖子這個(gè)優(yōu)勢(shì)性狀，逐漸成為現(xiàn)今長(zhǎng)頸鹿的“標(biāo)配” 。
對(duì)于現(xiàn)今長(zhǎng)頸鹿的演化來(lái)說(shuō)，這種激烈競(jìng)爭(zhēng)的驅(qū)動(dòng)力，同樣是巨大的環(huán)境壓力 。大約700萬(wàn)年前，作為現(xiàn)今長(zhǎng)頸鹿的直系祖先，長(zhǎng)頸鹿屬出現(xiàn)沒(méi)多久時(shí)，也經(jīng)歷了類似的環(huán)境 。東非高原從森林環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)椴菰L(zhǎng)頸鹿的直系祖先不得不適應(yīng)這樣的環(huán)境變化 。在此期間，它們演化出通過(guò)擺動(dòng)頸部、頭部攻擊對(duì)手的方式 。正是這種由性選擇導(dǎo)致的激烈競(jìng)爭(zhēng)，使得長(zhǎng)頸鹿的頸部在隨后的200萬(wàn)年間不斷變長(zhǎng) 。
可以說(shuō) ， D.xiezhi和今天的長(zhǎng)頸鹿相比，盡管形態(tài)差異巨大，但卻有著奇妙的共同點(diǎn)：兩者都是雄性為了求偶競(jìng)爭(zhēng)，朝著不同的極端方向演化的典型案例 。
這項(xiàng)研究向我們展示了，早期長(zhǎng)頸鹿的演化很可能比之前認(rèn)為的更為復(fù)雜：求偶競(jìng)爭(zhēng)對(duì)長(zhǎng)脖子的塑造起到重要作用 。對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng)與求偶競(jìng)爭(zhēng) ， 哪個(gè)才是長(zhǎng)頸鹿頸部演化的主要驅(qū)動(dòng)力？這一次，達(dá)爾文的解釋還能站得住腳嗎？我們期待答案最終揭曉的那一天 。
- 新疆第一個(gè)舊石器時(shí)代洞穴遺址——通天洞遺址今年將繼續(xù)發(fā)掘 預(yù)計(jì)有重大突破
- 世界上最古老的的樹(shù)種：5000年的大盆地狐尾松
- 新疆冰川加速融化令世界瀕危物種伊犁鼠兔面臨生死考驗(yàn)
- 中國(guó)新疆艾丁湖區(qū)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量30億噸的大型煤田
- 新疆科考新發(fā)現(xiàn)多個(gè)物種 藏羚羊數(shù)量恢復(fù)
- 求幾款新疆涼菜
- 如何幫助多肉爆盆
- 中外古生物學(xué)家聯(lián)合考察內(nèi)蒙古二連盆地
- 新疆古墓群出土兩千年前文物
- 茶花用什么盆