牙齒化石顛覆我們對劍齒虎的認知

撰文:JOHN PICKRELL
 
牙齒化石顛覆我們對劍齒虎的認知
加利福尼亞更新世(Pleistocene)的開闊草原,斑駁的樹影下,劍齒虎正在享用獵殺的食草動物,而遠處的恐狼則在追逐野牛。根據對劍齒虎牙齒的分析,科學家們認為生活在美國西部的劍齒虎很可能是森林居民,以捕獵貘和鹿等動物為生。
繪圖: MAURICIO ANTÓN
 
  大約一萬年前,劍齒虎(Smilodon fatalis)還是棲息在美國西部的一種兇猛食肉動物。加州拉布里瀝青池中已經出土了3000多塊貓科動物化石,長期以來,研究人員也一直把劍齒虎描繪成獅子一樣的獵手,在開闊的草原上追逐野牛和馬。
 
  但科學家們對拉布里發現的數百顆牙齒進行分析后,得出了截然不同的劍齒虎形象。這些牙齒化石總重272公斤,可長達18厘米。
 
  “你所看到的劍齒虎攻擊野牛的經典畫面實際上根本沒有科學證據,” Larisa DeSantis說道,她是這項研究的負責人,也是田納西州范德比爾特大學(Vanderbilt University)的古生物學家。近日發表在《當代生物學》(Current Biology)雜志上的這項研究表明,劍齒虎可能是資深森林居民,主要以食草動物為食。
 
  DeSantis表示:“(它們)更有可能獵殺貘和鹿等動物,而不是馬和野牛。”
 
  DeSantis團隊的綜合性研究也有助于解釋為什么較小的食肉動物能夠生存到今天,如土狼和灰狼;而較大的食肉動物,如劍齒虎、恐狼和美洲獅都在1萬到1.2萬年前滅絕了。
 
  她的團隊認為,隨著北美許多史前大型食草動物的消失,比如巨型地懶、猛犸象、乳齒象和駱駝,小型食肉動物的飲食也隨之發生了改變,這是它們生存下來的關鍵。例如,之前的研究發現,在食草動物滅絕事件后,土狼的身型縮小了20%,而有關它們牙齒的新研究表明,它們也調整了自己的生活方式,以適應新的現實。
 
  DeSantis說:“當大型食肉動物和獵物滅絕時,它們不僅體型縮小,而且會從根本上改變飲食,開始四處覓食,成為今天我們熟知的機會主義者。”
 
處理牙齒
 
  科學家們研究了從拉布里收集到的700多顆牙齒化石,它們來自食草動物、劍齒虎、美洲獅、恐狼、美洲獅、土狼和灰狼。研究小組用顯微鏡觀察到了兩種不同的磨損模式,它們揭示了這些生物正在咀嚼的食物類型,以及牙釉質中兩種碳同位素的比例。
 
  這兩個微小的碳原子變體在森林環境和開闊環境中會以不同的速率在植物中積累。以這些植物為食的食草動物會在體內攜帶一種化學物質,指向其首選棲息地,這種物質會遷移到任何捕食它們的食肉動物體內。這意味著通過分析食肉動物的遺骸,就能夠揭示它們是吃下去的獵物是住在森林里,還是住在更開闊的地方。
 
  此前的研究主要著眼于食肉動物骨骼(出土于拉布里瀝清池)中發現的膠原蛋白的碳、氮同位素比例。這些論文得出的結論是,最大的食肉動物——包括劍齒虎、恐狼和美洲獅——都可能在開闊的環境中捕獵。
 
  “到目前為止的所有數據都表明,它們在爭奪相似的獵物,”DeSantis說道。因此,一些專家提出,這種對資源的爭奪可能是導致它們滅絕的原因之一。但現在,牙釉質同位素分析成為了這類測試的“黃金標準”,DeSantis說。
 
  “牙釉質比膠原蛋白更可靠,”愛荷華州得梅因大學(Des Moines University)的古生物學家Julie Meachen說道。這是因為在石化過程中或者長時間的地下掩埋都不太可能使牙釉質發生改變。
 
  “當我們觀察牙釉質時,我們得到了完全不同的答案,”DeSantis說道,“我們發現劍齒虎、美洲獅和美洲豹實際上一直在做貓科動物做的事情,即在森林生態系統中捕獵,而且會巧妙地利用遮蓋物,以便伏擊獵物。”
 
  相比之下,它們的犬科同伴,比如恐狼、郊狼和灰狼,會在更開闊的環境中捕獵。
 
  “貓科動物和犬科動物的首選棲息地是有區別的,”她說道。
 
優化生存機會
 
  研究結果表明,該地區最大的更新世食肉動物間對獵物爭奪的激烈程度要小很多,而劍齒虎和恐狼之間的競爭尤其小。
 
  這項研究結果意義重大,“因為這是第一篇表明劍齒虎和恐狼在獵物選擇方面確實有所不同的論文,” Meachen 說道。“劍齒虎可能不會在很明顯的距離內追逐獵物,它們傾向于在更封閉的環境中捕獵,這是有跡可循的。從身體形態來看,它們是伏擊型掠食者。”

  古生物學家Christopher Shaw補充道,“劍齒虎到底是怎樣一種動物?它更喜歡在哪里出沒?看了這篇論文后,我們對這些問題有了更深的了解”。 Shaw是愛達荷州自然歷史博物館(Idaho Museum of Natural History)的副館長,曾在拉布里瀝青池和博物館(La Brea Tar Pits and Museum)擔任收藏品經理。他說,也有一些證據表明,劍齒虎曾在拉布里吃過野牛,但這可能并不像看上去那么矛盾。
 
  “曾經有一個野牛亞種生活在森林中,很可能是劍齒虎的理想獵物,”Shaw說道。
 
  最重要的是,這項研究進一步證明,高度單一的獵物偏好是這些物種必然滅絕的原因之一,比如劍齒虎和恐狼。與之相反,郊狼表現出高度靈活的生存方式,在捕食老鼠或兔子等小型獵物的同時,還能以食腐為生,從而在生態變遷中幸存了下來。
 
  Meachen說,郊狼“可以通過改變獵物,甚至是捕食策略來優化生存機會。”
 
(譯者:陌上花開)
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