考古学家探索了剑齿虎牙齿的进化发展

在猫科动物和猎猫科动物颅骨中观察到的形态变化示例，这些物种的上犬齿有长有短。图片来源：Narimane Chatar / 列日大学

剑齿虎是一种标志性的细长上犬齿，长期以来一直吸引着科学家和普通大众，这主要是因为它们曾多次出现在化石记录中，其中包括两个特别著名的剑齿虎品系：猫科（家猫、狮子、老虎等的家族）和猎猫科（一个完全灭绝的家族）。然而，这些家族获得细长上犬齿的过程仍然相当不清楚。

耶鲁大学博物馆（耶鲁大学博物馆，美国纽黑文）扫描的剑齿虎 Eusmilus sicarius 的头骨和下颌骨。资料来源：N.Chatar/列日大学

该研究的第一作者纳里曼-查塔尔（Narimane Chatar）在列日大学EDDy实验室完成了博士学位，现在是美国加州大学伯克利分校的博士后研究员。研究小组使用最先进的三维扫描仪和分析方法，精心收集和分析了来自各种现有和已灭绝物种的数据。

"我们对来自不同时代和大陆的99个下颌骨和91个头骨的形状进行了量化，使我们对这些动物的进化有了更好的了解。揭开剑齿虎进化的秘密不仅丰富了我们对地球过去的了解，还记录了导致进化趋同的机制，"ULiège 的 EDDyLab 主任 Valentin Fischer 教授说。

这项研究揭示了一些令人惊讶的结果。首先，在上犬齿较长的物种和上犬齿较短的物种中，并不存在两种截然不同的头颅形态，相反，在现今最小的猫科动物和已经灭绝的剑齿虎之间，存在着一种连续的形态。

法属圭亚那大学的研究员玛戈-米肖博士说："从形态学的角度来看，现今小型猫科动物的头骨与大型剑齿猫科动物的头骨一样奇特和经过改造。因此，这是猫科掠食者在地质年代演变过程中所经历的连续形态中的两个极端。"

"我们的研究表明，我们通常认为教科书中的进化模式例子实际上是出于教育目的而简化的。"罗马拉萨皮恩扎大学（University of Rome La Sapienza）博士后研究员达维德-塔马尼尼（Davide Tamagnini）解释说："然而，当我们潜心进行统计分析时，就会发现这些案例中的情况要复杂得多，这也是我们的收敛性测试结果所表明的。"

第二个惊喜涉及进化产生剑齿虎物种的路径。事实上，研究小组的研究发现，剑齿物种在进化史初期的形态进化速度要快于犬齿较短的物种。

玛格特-米肖指出："除其他引人入胜的发现外，我们还发现剑齿虎物种的颅颌齿一体化程度降低，从而促进了颌骨和头颅形态的适应性和多样化。"

快速的形态多样化和可塑性较强的头骨被认为是促进猫科和猎猫科动物出现细长上犬齿的两个关键因素。查塔尔博士说："因此，进化成类似剑齿猫科的食肉动物似乎有一个共同的秘诀。"

最后，研究小组的研究强调了剑齿类动物的衰落以及猫科掠食者在其进化史上的广泛趋势。尽管剑齿虎"仅"在几千年前灭绝，但事实上，自中新世（距今-2300 万年至-500 万年前）以来，猫科掠食者一直在减少。

塔马格尼尼博士解释说："其中一些猫科掠食者，尤其是剑齿虎物种迅速占据了相当专门化的壁龛，这使它们更容易灭绝。"

这种现象被称为"宏观进化棘轮"，它被认为是某些族群衰落的潜在驱动力，在这种情况下，进化有利于早期普遍化形式的丧失，从而导致在族群历史的后期出现更加特化但也更加脆弱的形式。

食肉动物有自己的进化途径和灭绝风险。费舍尔教授总结说："研究远古食肉动物是如何繁荣和衰落的，可以为我们提供有关生态系统可能的未来的信息。"

编译来源：ScitechDaily