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科研进展

走出青藏——剑齿虎群居行为起源于青藏高原及其周边地区

发表日期:2023-04-28来源:放大 缩小

  剑齿虎是已灭绝哺乳动物中的代表物种。最有名的剑齿虎是生活在第四纪的刃齿虎和锯齿虎,二者都有群居习性,但剑齿虎何时形成这种行为一直没有相关研究进行探讨。这一方面是由于对群居习性相关特征的研究较少,另一方面是因为早期具有群居证据的化石记录很少。因此剑齿虎是何时,以及为何演化出群居行为一直无法推断。甘肃省临夏盆地位于青藏高原东北部,具有极其丰富且时代连续的晚新生代化石记录,为解决上述问题提供了基础。

  近日,中科院古脊椎所江左其杲博士和邓涛研究员、王世骐研究员,与瑞典自然历史博物馆Lars Werdelin、西班牙阿尔卡拉大学Oscar Sanisidro、和政古动物化石博物馆等合作,在国际期刊《Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences》报道了产于临夏盆地后山地点(大深沟动物群,灞河期中期)的大型剑齿虎类。该剑齿虎的形态与产于灞河期晚期以及保德期,欧洲Turolian以及北美Hemphillian2-4的近剑齿虎Amphimachairodus形态近似,但犬齿较小,颊齿没有显著增长,P4的原尖也相对较大,比任何已知的近剑齿虎都更原始,时代也更早。系统发育支持这种大型剑齿虎是最早的近剑齿虎,命名为和政近剑齿虎Amphimachairodus hezhengensis

  研究人员系统研究、对比了和政近剑齿虎和其他大型剑齿虎,尤其是隐匿剑齿虎Machairodus aphanistus,并把它们之间的差异与现代的狮、虎进行了对比,发现和政近剑齿虎(以及更加进步的剑齿虎族成员)与隐匿剑齿虎的差异,类似于狮和虎的差异。现代狮的面部较长,眼眶角度相对靠侧向。这指示与虎对比,狮的视觉中立体视觉的效果相对较差,但视角更广阔。 这相对不利于定位猎物,但更方便在集群捕猎的时候同时观察猎物和队友的位置,从而更好地配合捕猎。事实上狮生活在草原上,猎物相对很难隐匿,因此对猎物的精准定位的要求相对低一些,而虎生存在丛林里,由于保护色和遮挡物较多,对精确定位猎物的要求更高。隐匿剑齿虎的整体头骨形态和视觉角度与虎类似,生存在相对封闭的环境中。而和政近剑齿虎的面部明显拉长,视觉角度与狮类似,很可能有与狮近似的适应。另一方面,和政近剑齿虎的额头特别宽,要显著比吻部更宽,与其他近剑齿虎类似,和隐匿剑齿虎不同。宽阔的额头指示相对发达的额窦,与今天的猎豹类似,在快速奔跑的时候可以起到给脑颅降温的作用。这些特征指示和政近剑齿虎很可能是适应草原生活,且具有群居性的物种。临夏盆地晚中新世发现了一个近剑齿虎的前足,其掌骨受伤后相互愈合,很难发挥出正常的捕猎功能,但该个体掌骨愈合,依然存活下来了,也指示近剑齿虎之间会照顾伤员,支持群居行为的假说。

  研究人员系统对比了临夏盆地和中国北方,以及欧洲晚中新世动物群的结构。研究发现在临夏盆地,晚中新世早期开始就已经非常干旱,而同时期的欧洲依然是森林环境为主。随着时间推移,临夏盆地一直保持相对较为干旱的状态,而欧洲则逐渐变得干旱。到灞河期最晚期-保德期时,欧洲变得和临夏盆地一样干旱。因此和政近剑齿虎所在的大深沟动物群代表早期干旱化的动物群,近剑齿虎起源于这样干旱的环境中,并随着欧洲干旱化加剧,扩散到了欧洲地区。

  研究人员探讨了剑齿虎族群居习性的起源。在开阔地区,遮蔽物较少,猎物和猎手都相对容易发现对方,这使得伏击变得比较难,因此群居性的捕猎方式更加有利于在这样的环境下成功捕获猎物。同时开阔地带食肉动物之间相互容易见到彼此,无论是种间竞争还是种内竞争都较为激烈。研究人员发现临夏盆地大深沟动物群有多种大型食肉动物,如巨鬣狗和大型郊熊族成员,它们的存在可能也是促使剑齿虎形成群居习性的重要原因。

  本项目获得青藏高原二次科考,中国科学院先导项目,国家基金委青年基金等支持。邓涛研究员为本文共同通讯作者。

原文链接:https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2023.0019 

1. a.和政近剑齿虎化石,b.后山地点,c.病态剑齿虎前足,d.和近剑齿虎共存的大型食肉动物

2.和政近剑齿虎的系统发育位置

3.临夏盆地和同时期欧洲动物群的对比

4.临夏盆地晚中新世,和政近剑齿虎在巨鬣狗面前守卫猎物的场景复原图(Oscar Sanisidro 绘)

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