史前怪兽鬣齿兽

工作报告 |

时间:

2021-07-05 09:43:56

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在北美平原肆虐了一千万年,有着铡刀般双颚的超级捕食者,是一种令人胆颤心寒的动物……

2300万年前,渐新世刚刚开始,和现在不同,那时的地球气候更加温暖,两极没有冰盖,南极是一片广袤葱郁的松林。

不过,随后气候变化,北美茂密林地变得稀疏,大地开始裸露。开阔的地势和成群的猎物,让这片土地成为食肉动物的天堂。那时的北美大陆动物繁多,有人把它比作现在的非洲热带草原。

这群哺乳动物如果放在今天,肯定没人认得出来。其中有一米高的渐新马、没有驼峰的小型骆驼、没有角的犀牛。最常见的是一种酷似绵羊的动物——岳齿兽,开阔草原的平静随时会被打破。攻击来自一个天生的杀手——鬣齿兽。(图1)

鬣齿兽是渐新世生活在北美荒原的体型大且性情暴烈的动物,是荒原之王。它有着硕大的头骨、强壮的躯干,比它所捕食的动物都大得多。

渐新世呈现出一片繁忙的景象,那时的掠食动物比今天的非洲大陆还要多。

与鬣齿兽争夺顶级掠食者地位的对手包括长有锋利犬齿的恐齿猫和长相极其怪异、极具侵略性的类猪动物完齿兽。这两种超大型猛兽与鬣齿兽的生存之争持续了700多万年。

古生物学家对鬣齿兽的力量和统治力相当感兴趣,不过鬣齿兽至今还是个谜,因为它的化石保存下来的很少。全球发现的唯一鬣齿兽完整骨骼化石现在陈列在美国纽约自然历史博物馆。

吉姆·麦利特博士是世界知名的鬣齿兽专家,他在美国纽约自然历史博物馆工作时,曾致力于研究鬣齿兽长达23年。

他认为拼装完整的鬣齿兽骨骼,让人能大体知道它的样子。它的颌部肌肉非常发达,无论什么猎物,只要被它铡刀般的牙齿咬住,就会立即毙命。

在全美实验室里,专家们对这个神秘的捕食者进行科学研究。食肉类动物化石的留存本来就少,食物链顶端食肉动物的化石就更难发现。

食肉显然比食草困难得多,这就是为何食肉动物的数量相对不多的原因。所以科学家们不得不把不同时期收集到的鬣齿兽骨头一块块拼装起来。

实验室最完整的一具鬣齿兽骨骼,也不是很完整,但这已是做得最好的了。(图2)

化石大多来自南达科他州的荒原,火山灰埋藏了大量史前生活在那里的动物。干涸的河床和湖床向科学家们展示了一幅惊人的史前画面,汹涌的洪水瞬间夺去了成千上万动物的生命,随后它们的尸骨在地下保存了上百万年。

这些溺死的动物,又被沉积物覆盖,地下水中的化学元素浸渍到骨骼里,使骨头变硬,才得以留存3000多万年。又经历了漫长的地质更迭,这些化石最终露出地表。

第一块鬣齿兽化石是19世纪中叶在北美荒原上发现的。当时,这些珍贵的化石被送往费城约瑟夫·莱迪博士那里,他是第一个描述这种动物的科学家。他给这种动物起名叫鬣齿兽,因为它有鬣狗般的牙齿。

科学家对鬣齿兽进行了仔细研究后,发现它与现在的鬣狗几乎没有共同之处。它们是两种不同的动物,有着完全不同的祖先。

最大的区别在于它们的头部尺寸和体态。如果分别描出两者的脊椎线,区别很明显,鬣狗的脊椎大幅度向下倾斜到两条短小的后腿。

走出鬣狗的阴影,科学家们对鬣齿兽的样子做了多种猜测。根据嘴巴上部两块延伸到后齿的颚骨,科学家们猜测这可能是一具食蚁兽化石,他们甚至考虑过它是海洋生物。

吉姆·麦利特指出,唯一一种有长长硬颚的动物就是海豚,它长长的颚骨延伸至颌骨后部。所以有人一开始认为鬣齿兽可能是水生动物。

古生物学家们通常参照现有动物,把面部图像放在他们发掘的化石头骨上对照,不过对于鬣齿兽来说,这样对比恐怕不行。

麦利特说,无论何时你遇到鬣齿兽化石这样奇怪的化石,都会困惑于它到底长什么样儿,有什么样的行为特征。

利用最新科技,麦利特博士和电脑绘图专家道格马汀借助相似食肉动物的细部特征,制作出鬣齿兽的合成图。他们从狼开始,狼和鬣齿兽有着相同的站姿和犬类习性。

麦利特从鬣齿兽躯干上取下头骨,安到狼的躯干上。他感觉很不自然,鬣齿兽的头太大。狼的躯干相对于鬣齿兽这颗头实在太小了,麦利特准备换一个史前生物作为鬣齿兽躯干模型,他选择了剑齿虎。

剑齿虎体重更大,它们扑向大型猎物的时候,动作有点像熊。剑齿虎的躯干和鬣齿兽的头很成比例,除了肩部的肌肉,这表明剑齿虎的前肢比鬣齿兽强壮得多。几经调整,剑齿虎的肌肉变小后,模型已经非常像一只完整的鬣齿兽了。不过还有最后一点需要调整。再将尾巴做长点儿,大约是现在的两倍。

麦利特认为这样很好,看上去就是一只比较真实的鬣齿兽了。

鬣齿兽看上去更像一只大猫,而不是一只狼。它的硕大头骨需要一个庞大的身躯支撑,用短而粗壮的腿奔跑,加速很快。

它的外形挺有趣,不过这些特征是怎么让它成为顶级杀手的呢?

鬣齿兽巨大的头部是一部精致的杀戮机器,它上下颌的两排牙齿像是镶嵌在强壮躯干上的利斧。

麦利特说,假设我在野外被鬣齿兽攻击,它咬住了我的胳膊,第一口就会切断两根骨头,接下来,它的臼齿会像军刀一样割断我的整条胳膊。

这就是鬣齿兽,一种大型猛兽,牙齿和棕熊的差不多长。(图3)

在四颗致命的尖牙后面,是满嘴剃刀状的牙齿。这家伙进攻时,形象地说,就像一头嘴里装了铡刀的蛮牛。鬣齿兽的下颚有八个利齿,每边四个。

具有这样锋利的牙齿,就可以把食物嚼成小块,食物块儿越小消化越快,消化越快,就能越及时补充能量。

鬣齿兽的颚骨有其他哺乳动物没有的优势,它的牙齿一生都保持着完美排列。多数食肉动物年老时牙齿都会脱落以致无法进食,会因饥饿而死。

鬣齿兽能够以一种独特的方式避免牙齿脱落,它一生中不断地长出新牙。这只鬣齿兽的年龄相当于人类的90岁,它的齿刃边沿深埋牙龈中。

为了使上齿和下齿保持合适的咀嚼距离,上齿向内长的同时,下齿则向外长,这种自然磨砺牙齿方法可以保证鬣齿兽老年时,仍能够嚼碎猎物。

麦利特指出,即使它的牙齿最后完全磨平,上下颌还是会有刃口。鬣齿兽还有另外一个致命武器,咬力。

澳大利亚新南威尔士大学史蒂夫博士用数字测试平台,测量鬣齿兽上下颌的力量。结果证明鬣齿兽的咬力达270公斤,相当或近似于一头大非洲狮。它的口腔后部肌肉非常发达,这也使它咀嚼齿的力量是前端犬齿的三倍之多。

杰佩特·鲍伊斯像很多古生物学家一样在北美荒原考察,花费数年寻找渐新世鬣齿兽的捕猎证据。他在一个荒无人烟的地方发现了鬣齿兽捕猎留下的证据——动物粪便化石。这些粪便化石,全是肉食动物的,里面富含钙质。粪便化石中有马头骨的残余物,马头骨显然经历了被咬碎、消化、排出体外的过程。

大多数捕食者不会咬猎物的头骨,那样会损坏它们的牙齿。头骨上的肉非常少,只有一种动物有如此强壮的咬肌

和强烈的食欲,会吞噬一具头骨,那就是鬣齿兽。(图4)

证据就是3000万年后,鬣齿兽依然有完好无缺的门齿。

野外考察让科学家们了解到鬣齿兽惊人的力量,不过还不太了解它的聪明程度。鬣齿兽头这么大,大脑的空间应该也不小。

鲍伊斯借助CAT扫描仪看鬣齿兽头骨内部结构,这是非同寻常的观察视角。不过经过3000万年的石化,已经很难分辨头骨内大脑的实际形状和脑腔的尺寸。最难的问题是不知道要找的东西到底什么样,因为这是他们第一次扫描鬣齿兽的头骨。

他发现鬣齿兽头骨的大多数空间被肌肉占用,为大脑留下的空间不多。不过他也发现这种动物惊人的生物工程机理,它能最大限度地发挥这些肌肉的作用。

当鬣齿兽本能地完成扑倒、撕咬、咀嚼这一系列动作的同时,是如何配合口腔肌肉使用和保持呼吸通畅呢?

鬣齿兽的鼻孔很长,可以保证进食和呼吸两不误。

威特默说,它的鼻孔一直延伸到头部后端,这样就算它满嘴都塞满食物,都不会影响呼吸。这的确是一项不可思议的进化。

鬣齿兽的大脑分为三个区域,分别主管智力、嗅觉和协调性。主管嗅觉的大脑区域异常发达,这也表明对鬣齿兽来说,嗅觉比视觉、听觉等其他感觉重要得多。鬣齿兽主要靠嗅觉寻找猎物,它可以在1.6公里以外闻到任何动物的气味。而在追逐猎物时,它则靠强大的力量,而不是灵活性。

它捕猎时很可能没有什么花哨细致的动作,而是单纯的快速推进,像一辆卡车那样碾倒猎物。大脑中部是新皮层,这部分很小,看来鬣齿兽不是聪明的动物,不过这并不是什么劣势,因为3000万年前,动物的智商都不像现在这么高。(图5)

鬣齿兽对周围环境的观察并不细致,对环境变化的反应也不灵敏,要骗过它可能不是一件难事。这种动物的多数行为都是本能的,是不经过大脑思考的。

鬣齿兽的低智商也表明这种动物可能不是成群捕猎的。不像现在的很多犬科动物,把猎物围在中间,讲究团队合作。

鬣齿兽独一无二的生理机制使它成为顶级捕猎动物。

不过随着北美地貌的变化,草丛变矮,鬣齿兽难于埋伏,捕猎变得越来越困难。如果鬣齿兽不学会在新的地貌环境里捕猎,它恐怕难逃一劫。

北美洲辽阔的平原,为鬣齿兽蕴藏了丰富的食物来源。

不过随着地貌的日渐开阔,像鬣齿兽这样靠埋伏突击狩猎的动物恐怕要改变策略了。有一个地方可以供它隐藏,并逐渐接近猎物,发出致命一击。那就是水源地。在南达科他州荒原,古生物学家发现了一处远古水源地,那里是鬣齿兽绝佳的捕猎地点。

自1993年以来,科学家们发现了大约八千到一万块化石,数目之多让人难以置信,尤其是在这么小的一个猎食场。丰富的化石毫无疑问地证明了曾经有很多动物在这里被捕杀。

捕食者懂得,动物们必须喝水,所以它们守株待兔,渐新世时,这里上演的就是这样一幕。水源是鬣齿兽常来的地方,尤其是旁边的一些植被为其提供了掩护,它会潜伏到离饮水猎物只有几米远的地方。(图6)

不过鬣齿兽捕食的马和我们今天所说的马并不是一回事。在渐新世大草原,最常见的马体型只有现代马的三分之一,不过跑得相当快。渐新马或者中新马这样的动物没有自身的防御体系,所以在面对攻击时,唯一能做的就是逃跑了。

鬣齿兽捕猎时面临的最大挑战就是追上这些飞速奔跑的马。

很多专家都认为鬣齿兽的短腿不足以追上一匹渐新马,除非它是近距离突袭。

但麦里特博士不同意这种观点。他设计了一种方法测试和鬣齿兽体型相似的短腿牛头犬的奔跑速度。

他搜集数据的唯一方式是参照现有动物,以便更好地了解灭绝生物的习性。

物理学不会撒谎,对比四肢尺寸和肌肉构造相似的两种动物时,就会发现,它们的奔跑速度也非常接近。

麦里特认为,膝盖到脚的长度很关键,这段长度决定着一个动物的奔跑速度。今天,典型的短腿动物的确跑得相对慢,不过他相信牛头犬可以通过强健的肌肉弥补四肢短小的不足。

测试结果显示牛头犬奔跑速度达每小时22千米,它的加速距离短,速度提升快。这是一种腿短但可以跑得很快的动物。

麦里特说鬣齿兽头骨是牛头犬的两倍大,鬣齿兽的奔跑速度应该达到每小时56千米,它可以轻易追上猎物。

除了速度,鬣齿兽也需要点智慧。能分辨出猎物群体中哪些猎物最容易得手,并不用花费太多思考,所以鬣齿兽可能有足够的智慧来应付它地盘儿上的哺乳类动物。

威特默博士做的鬣齿兽脑部扫描,显示它是通过视觉来制定捕猎策略的。

他认为从一种动物眼窝的位置可以看出它的捕猎方式。鬣齿兽的眼窝是指向两侧的,所以两只眼睛的视野重复相对就少,双目重叠视野的狭窄让它很难看清正前方的动物。所以它在捕猎时,是从猎物侧面发起进攻的,这样才看得清楚。只有等抓到猎物了,它才会转头正对猎物,果断下口。

不过马并不是鬣齿兽猎物中唯一奔跑迅速的动物。

渐新驼速度也非常惊人,今天非洲骆驼的小型近亲是鬣齿兽的主要食物来源之一。事实上,荒原上发现的成片骆驼化石,就可能是鬣齿兽进食后留下来的。

当时的骆驼跑起来比马都快,但鬣齿兽有明显的体型优势,它可以利用硕大的体型赢得这场追逐。它们很容易就跑到骆驼侧面,突然把骆驼扑倒在地,猎物一旦倒下,追逐就结束了。

荒原上的动物种类如此繁多,鬣齿兽必须相应改变它们的捕猎策略。无角犀是鬣齿兽猎物中体型最大的,也是对它最大的挑战。犀牛是当时北美大陆体型最大的动物之一,大多数食肉动物都拿它们没办法。而犀牛个大味美,对鬣齿兽很有吸引力,不过鬣齿兽靠自己的体重,难以把犀牛扑倒。

鬣齿兽锁定目标,开始追逐。它冲过去狠狠地咬住犀牛后腿,把犀牛咬伤。再在犀牛皮肤较薄的地方下口,犀牛受伤后失血过多,逐渐虚弱了。

但这时,被专家称为“地狱之猪”,体重达270公斤的完齿兽,正在远远地盯着鬣齿兽和它的猎物。

杀戮对于鬣齿兽从来不是一件难事。拥有卓越的捕猎技巧和锋利的钢牙,鬣齿兽可以捕食任何它想捕食的猎物。不过要保留胜利果实,那就是另外一回事了。

鬣齿兽不会轻易放弃自己的猎物,它会全力保住它的成果。

多数古生物学家猜测,还有另外两种食肉动物与鬣齿兽争夺。它们是恐齿猫和古巨猪,一种凶残的类猪兽。

斯科特·福斯博士研究古巨猪15年,这是巨猪科的一个分支。关于古巨猪,有一点是可以确定的,那就是它体型庞大,性情凶残,专家称之为“地狱之猪”。

古巨猪力量惊人,它可以咬住一具动物尸体的一条腿,向后拉扯并剧烈撕咬,这条腿很快就会被撕咬下来。

福斯博士仍然在研究鬣齿兽和古巨猪之间的关系。所有人都同意鬣齿兽是冷血杀手,那古巨猪呢?

福斯认为,如果鬣齿兽是当时的顶

级肉食动物,那么古巨猪一定和它有密切的关系,因为不善捕猎的古巨猪也是靠食肉为生,它必然会和鬣齿兽抢食。

古巨猪主要以腐败动物为食,南达科他州荒原的化石证明它们爱吃犀牛肉。所以每次鬣齿兽杀死犀牛后,便马上被嗅觉灵敏的古巨猪跟踪,一场恶斗在所难免。

古巨猪对鬣齿兽构成的威胁绝对不小,古巨猪身高1.2米,体重270公斤;鬣齿兽身高9.0厘米,体重70公斤。虽然鬣齿兽移动更快,也有锋利的牙齿,不过古巨猪的血盆大口足够碾碎它的头。

在这场对峙中,古巨猪无疑占有绝对优势。

麦利特博士曾经发掘出一块破碎的鬣齿兽肩胛骨化石,这可能是在和古巨猪的恶战中留下的。他认为只有古巨猪才有可能对鬣齿兽造成这样严重的损伤。因为从高度来比较,古巨猪的肩部和鬣齿兽的头部持平。

这片化石为我们重现这两个顶级猛兽之间的较量,提供了重要线索。

鬣齿兽的速度可能会给古巨猪造成一定的伤害,不过在这场大战中,体型大小才是决定性因素。古巨猪只要摆动一下那庞大的躯干,就可以轻易撞碎鬣齿兽的肩胛骨。

两位科学家都认为鬣齿兽无力对抗一只饿极了的古巨猪。不过也有证据证明鬣齿兽还是会捕杀古巨猪幼崽。

鲍伊斯说,鬣齿兽咬住幼崽的口鼻部,可以从化石上看到它们骨头愈合后的伤疤,背面也有一处。它咬起幼崽左右摇摆,不过,没有置它于死地。

鲍伊斯发现的这块化石是一个成年巨猪的,所以可以推算出,当时那个幼崽逃脱了这次致命的攻击。

能够证明这些恶战的化石极其罕见。每次古生物学家找到一块被食肉动物咬碎的骨头,都是打开一扇通向那个暴力世界的重要窗口。

2006年,约翰·豪格森博士研究过一只恐齿猫的死亡,案子的重要证据就是一具3000万年前的恐齿猫头骨化石。头骨上有牙齿穿过的痕迹,这到底是什么动物留下的呢?

恐齿猫是一种危险的食肉动物,一般动物根本不敢接近它,它有军刀般锋利的牙齿,能瞬间咬破猎物的喉咙。无论什么动物袭击它,都可能是从它头部的上端或下端下口,这一击足以致命。我们可以看到这些伤痕都没有愈合的痕迹,所以恐齿猫受袭后没能撑多久。

豪格森博士把恐齿猫头骨送到南达科他兰皮德市地质科技大学,这里的实验室有食肉动物数据库,可以找到头骨上牙印的匹配动物。

没用多长时间,由于恐齿猫头骨上的伤痕不符,完齿兽、恐齿猫这两种可疑动物已被排除。

在排除了另外一个怀疑对象后,他们开始把注意力集中在鬣齿兽上。这些穿痕和鬣齿兽牙齿形状非常一致。三个穿孔就是鬣齿兽扑到恐齿猫身上留下的犬齿印。

豪格森分析认为,很可能是鬣齿兽趁恐齿猫不备时出击的,恐齿猫没有逃跑的机会,因为鬣齿兽下口很快。鬣齿兽扑上去,第一口就把颅骨和眼眶咬穿,这是致命的。

化石显示鬣齿兽在超过1000万年的时间里都是顶级食肉动物,2200万年前,中新世开始后,鬣齿兽又迎来了一个新的竞争者——熊犬。

这些凶残的新品种像狮子般大小,它们将和鬣齿兽争夺北美大陆顶级猎手的桂冠。

大约2000万年前,鬣齿兽逐渐进化成为史上最具统治力的动物。化石记录了它们物种当时的繁盛。

不过从中新世开始,这个霸主的生存变得愈加困难。随着气候变化,很多因素都导致了这个物种的最终灭绝。

2000万年前鬣齿兽灭绝的时候,地球本身也在经历剧变。动物的栖息地变得更加开阔,低矮的灌木丛和草地取代了鬣齿兽鼎盛时期的茂密森林。

下降的气温造就了更加开阔的地貌,供食肉动物埋伏捕猎的地方越来越少。除了埋伏地点的减少,猎物在经过上百万年的进化后,也变得更快更强。

到2000万年前,供鬣齿兽捕食的动物已经非常少了,那时候,骆驼、马这些长期生活在北美大陆动物的四肢都在进化中变长,跑得也更快了,快到像鬣齿兽这类古老家族的食肉动物永远不可能追上了。

这些更高级的动物跑得更快,毫不费力就把鬣齿兽甩在身后。这是鬣齿兽灭绝的原因之一。

如果一个食肉动物捕猎消耗的能量,比从猎物那里获得的能量还少,那么,它的能量就会持续减少,得不偿失导致繁衍能力下降。导致一个物种下一代比上一代数量少的现象持续下去,物种就会走向灭亡。

另一个因素就是森林地貌向草原的转变,这种转变导致鬣齿兽主要猎物岳齿兽数目急剧减少。

岳齿兽不吃草,如果它们被迫以草为生,牙齿就会退化,最后活活饿死。

周围的环境正在发生变化,鬣齿兽的大脑不够发达,不能适应这个变化。给鬣齿兽留下后患的就是它大脑的新皮层区域太小,所以鬣齿兽的行为多是本能驱动或者固有模式。

许多猎物的大脑在不断进化,鬣齿兽却停滞不前。随着时间推移,它在“智力竞赛”中被其他物种远远抛在后边。那些往日被鬣齿兽追杀的猎物,渐渐能顺利逃脱被吃掉的厄运。

美餐的消失本来已很糟糕了,但在大平原北部4800公里的远方,还有一个巨大的威胁即将彻底颠覆鬣齿兽的统治。

自恐龙时代以来,极地冰帽第一次形成,这些冰川吸收大量海水,海平面下降,俄罗斯和阿拉斯加之间的大陆桥露出海面。有了这条通道,熊犬能从亚洲登陆北美大陆。(图7)

据推测,熊犬的行进路线是这样的:先北上到达西伯利亚地区,穿过白令大陆桥,那时,这条通道并不是太长,对动物们来说,算不上长途跋涉。穿过白令大陆桥后,到达加拿大,然后分散到北美大陆的其他部分。

熊犬是一种非常危险的动物,它们有熊的块头以及狼的速度和狡诈,这种动物的犬齿是除剑齿虎之外动物中最长的。

鬣齿兽很难在熊犬面前保住自己的捕猎成果,在一对一的对峙中,鬣齿兽注定要失败。熊犬逐渐在捕猎中建立起自己的统治地位。

熊犬比鬣齿兽的大脑复杂得多,再加上其超大的体格和步幅,统治范围很快就超过了鬣齿兽。熊犬几乎可以战胜当时地球上所有的动物。

熊犬捕猎范围很广,鬣齿兽眼睁睁看着自己的猎物被抢走,最多只能吃点熊犬剩下的残羹剩饭,根本不够维持生存。

“竞争排外原则”指的就是一个生态区域内,不能有两种统治者。

熊犬数量的增长,最终把鬣齿兽推向灭绝的边缘。不久,鬣齿兽便灭绝了,所以,更加现代的熊犬把鬣齿兽推向灭绝的说法是不无道理的。

本质上,鬣齿兽已经过时了,在一个并不适合它的地球时期,它不会存在多久,很快便被诸如狼和猫科动物这些更快更聪明的肉食性动物所代替。

多数哺乳动物物种在地球上的存在,不会超过500万年,鬣齿兽则生存了一千多万年。

它强有力的剃刀状牙齿将在动物进化史上留下不可磨灭的印记。

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