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我們熱愛拈花摘果
2017-08-04 來源:昆明動物博物館 作者:錢亞民
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  是什么原因促使早期靈長類進化出了特殊的性征,即它們帶手指的前肢和前視的眼睛,從而為人類的進化鋪平了道路? 科學家給出了一個出其不意的答案:與開花植物有關。 

  伸出你的手,看看上面的指節和平整的指甲,然后再對比動物的爪子。你會發現,你的手不同于動物的爪子,它簡直就是為抓握東西而進化的。 

  除了手,與其他哺乳動物相比,我們還有前視的眼睛和碩大的腦袋。事實上,所有的靈長類都有這些特點。那么,是什么促使靈長類的祖先們首先進化出這兩個特征,從而為我們人類的進化鋪平了道路呢? 

  追溯起來,靈長類進化的第一步大約出現在6000萬年前。當時,所有靈長類動物的祖先應該是一種小型的夜行性動物。它們來到了樹下。最大的問題是:為什么它們的后代們跟隨它們選擇了這樣的進化方式? 

  答案似乎顯而易見:當它們來到樹下時,為了適應樹棲生活,就需要有抓握的手去攀援樹枝,有前視的眼睛去判斷距離。但是,事實并非如此簡單,因為其他很多哺乳動物并沒有進化出這些特征,但它們也都能適應樹棲生活,存活了下來。例如,松鼠只有爪子和朝兩邊看的眼睛,但它們仍然能靈巧地活躍在樹枝間??磥?,靈長類動物的眼睛和手,并非僅是為樹棲而進化出來的。 

  答案也許是為了捕捉昆蟲。在現有的樹棲動物中,抓握的雙手及前視的眼睛也常常出現在一些采食嫩葉的動物身上。因樹葉太嫩太細,它們用爪子無法采摘。前視的眼睛在掠食動物身上倒是很常見,比如貓和鷹,它們依靠視線捕捉食物。但是,靈長類動物更特別,它們雙眼視線的重疊更有利于判斷距離遠近,比如它們的獵物——昆蟲是否在它們手臂夠得著的距離內,或者某根樹枝是否在它們一躍之內的范圍。由于我們的靈長類祖先要捕捉樹枝頂尖上的昆蟲,于是它們開始進化出了這些關鍵的特征。 

  關鍵的證據 

  花朵,在人類進化歷史上具有核心作用! 

  從靈長類動物的牙齒化石來看,昆蟲并非它唯一的食物。因為它平而圓的臼齒更適于碾磨水果和植物,而不是捕食蟲子。再者,如果說靈長類的祖先已適應吃昆蟲,那它們為什么沒有留下大量吃昆蟲的后代呢?事實上,大多數靈長類屬于昆蟲與植物兼食的雜食性動物。雖然確實存在少數專門吃昆蟲的靈長類,比如跗猴,但它們更趨向于利用聲音而非視覺去捕捉食物。 

  通過在馬達加斯加對現代狐猴進行研究,科學家們發現,馬達加斯加現代狐猴經常以花蜜豐富的花朵為食,因此,靈長類的進化與開花植物是有機關聯的。 

  看看吧,在森林中,樹枝頂端新長出大量的樹葉、花蕊、花朵、果實,它們和其中生活著的昆蟲一起構成了一個全新的食物生態鏈。初期的開花植物,即被子植物,是少部分由昆蟲授粉后形成的灌木,它們出現在1.35億年前。當第一個真正的靈長類出現時,開花植物已經進化出了很多科,覆蓋了當時世界上的森林。森林樹枝頂端的食物生態鏈,召喚著強有力的主角的到來,比如說靈長類、蝙蝠和鳥類。于是,這些動物在這個時間進化速度加快。 

  同時,開花植物也在進化,它們進化出更大、更鮮美的果實,吸引像靈長類這樣的動物;而作為回報,這些動物頻繁地為植物傳花授粉——它們吞食植物果實后,將種子四處播撒。就這樣,靈長類動物進化出了可以抓握的手和腳,這些手指和腳趾上敏感的肉墊能幫助它們在柔軟細嫩的樹枝間移動,靈巧地采摘果實。被子植物的這種進化假說不僅解答了為什么靈長類動物進化出了關鍵的特征,而且還解答了靈長類動物起源的時間。 

  另一個有說服力的證據來自2012年西班牙科學家對上百個現生及消失的靈長類的比較研究。在關于靈長類的食性和生態學方面的比較研究中,他們發現,幫助開花植物是靈長類動物成功的秘笈,特別是靈長類的食物方式:它們吃植物果實,然后將植物的種子四處播撒,使得這些植物非但沒有滅絕,反而大量繁殖,甚至衍生出了新種。因此,采吃開花植物也導致了食主——靈長類動物的進化和物種的分化。 

  不過,也有科學家提出,是昆蟲而不是花朵驅使早期靈長類發生了進化。在學術界,兩種理論各執一詞,旗鼓相當??茖W家們紛紛表示,后者讓人感覺相當完美,但前者也令人無懈可擊。 

  這就需要進一步找出強有力的證據。然而,鮮有證據能經受住所有的質疑?,F有的靈長類化石記錄的都是5500萬年前的靈長類,它們的體形大小不一,有的小似老鼠,有的大如家貓,更像現代的懶猴或狐猴。它們都以昆蟲和果實為食。但是,關鍵的是,它們都已具有靈長類的特征,比如前視的眼睛、靈巧的有指甲的手指和抓握的手。 

  這意味著這些關鍵特征是在很早的時候就進化出來的,也許出現在從6600萬年前恐龍讓位到5500年前第一個靈長類出現之間。不幸的是,這個時期的化石記錄主要是大量的下頜骨和牙齒,多數支離破碎而且模糊不清。 

  意外的驚人發現 

  靈長類化石記錄中的“缺失環節” 

  20年前,密西根大學從懷俄明大角盆地收集了一些含有化石的巨大石灰巖,并帶回到了密西根大學博物館。 

  這個被包裹在石灰巖中的化石到底是什么呢?化石的縫隙被沙石塞滿了,研究人員得用硫酸將沙石去掉。工作在一天天推進?!皶莻€頭骨嗎?”研究人員產生了這樣的猜測。要知道,發現哺乳動物頭骨化石的機會是多么的稀少。想想吧,那可是6600萬年前,在恐龍滅絕后,石灰巖形成時期的化石。 

  幾天后,頭骨形狀漸漸凸顯出來了。真的是一具哺乳動物頭骨化石。這塊化石中記錄的事件非同一般——的確,這塊化石后來被認為是靈長類化石記錄中的一個很重要的“缺失環節”:某個結合了原始和現代靈長類特征的化石標本! 

  期待更多化石證據 

  靈長類進化出手指和前視的眼睛用于采摘花朵 

  這是一塊竊果猴的化石,竊果猴是一種遠古樹棲動物,拖著一根長尾巴,與老鼠差不多大小。竊果猴長有呈鋸齒狀的巨大前臼齒,看來主要用于鋸開富含纖維的果實和堅果。不過,它也吃昆蟲。它的兩只眼睛仍往兩邊看,但它長有能夠抓握樹枝的“手”和“腳”,而且除了大腳趾上有指甲,其他腳趾上仍然是爪子。很明顯,竊果猴能夠像松鼠一樣在大樹枝上自如地上竄下跳。 

  根據竊果猴化石,有靈長類學家指出,我們的靈長類祖先因為需要在細枝上攀爬,尋找果實、花朵和昆蟲,首先進化出了用于攀爬的“手”和“腳”。接著,為了尋找更多昆蟲,它們又進化出了能聚焦的眼睛。 

  但也有科學家提出,所有動物包括掠食者,發生眼睛前視進化是為了幫助動物看清周圍到處是枝葉的環境。我們的靈長類祖先也是這樣——前視的眼睛使它們能夠用X光般的視覺將生活其中的森林看得更加清楚。 

  我們來做個小實驗:在你眼前豎起一根手指,看看手指后面是什么。當你的兩只眼睛同時睜開時,你可以很好地看到手指后面的景象。當你閉上一只眼睛后,手指背后的部分景象就消失了。所以,我們的眼睛提供了相當于X光線般透視的視覺。不過,這種X光的視覺只適用于看清楚窄于兩眼之間距離的物體。而一些大型動物由于兩眼之間距離較大,所以能看到樹枝和樹葉后的景象。當它們生活在充滿枝葉的環境中,如果兩只眼睛都朝前的話,它們就能看到周圍的世界。增大的視線范圍能更好地補償無法往后看的缺陷。小型動物,比如老鼠,因為大多數樹葉比它們兩眼之間的距離寬,它們不能從前視中獲益,所以它們的雙眼位于頭的兩邊更好。 

  如果這種理論正確的話,那么,動物視線重疊的程度主要取決于兩點:它們的體形大小和它們是否生活在充滿樹葉的環境中。通過對319種不同動物的研究,確實表明生活在森林中的動物,它們的體形和視覺重疊之間互相聯系,但在規整的環境中并非如此。所以,一旦靈長類動物被帶到樹林里,一個相對較大的靈長類祖先會進化出前視的眼睛,以便在森林的樹冠中看得更清楚。 

  這就支持了靈長類進化出前視的眼睛是用于采摘花朵的觀點,而將捕捉昆蟲這一假說排除在外。 

  所以,當你下次看到一朵鮮花時,記著那含苞待放的花朵,也許化石會告訴你:我們天性就是喜歡拈花摘果。 


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