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600萬(wàn)年前的幾坨便便,里有什么?

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2018年,美國(guó)加州發(fā)現(xiàn)了幾坨便便的化石。它們來(lái)自640~530萬(wàn)年前的中新世晚期,主人是一種已經(jīng)滅絕的犬科動(dòng)物。雖然名字不太好聽(tīng),但糞化石(coprolite)能提供許多古動(dòng)物的信息,例如,這坨幾百萬(wàn)年前的狗屎,就讓我們發(fā)現(xiàn)了這些犬科動(dòng)物不尋常的飲食習(xí)慣。

這種已滅絕的犬科動(dòng)物,學(xué)名為Borophagus parvus,屬于恐犬亞科。根據(jù)牙齒化石推測(cè),它們的體重約24公斤,大小介乎今天的狼和豺之間。與今天的狗子不同的是,恐犬亞科是一個(gè)非常愛(ài)吃骨頭——但似乎又不那么擅長(zhǎng)吃骨頭的家族。

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通過(guò)幾坨糞便,科學(xué)家推測(cè)出了Borophagus parvus當(dāng)年的生活場(chǎng)景:它們能夠啃食骨頭,而且可能是群居動(dòng)物|Mauricio Antón

擅長(zhǎng)吃骨頭的“狗”并不常見(jiàn)

在加州發(fā)現(xiàn)的恐犬糞化石,總共有14顆糞球??茖W(xué)家對(duì)它們進(jìn)行了CT掃描,檢查其中的碎骨頭——骨頭大多已經(jīng)破碎,難以分辨種類(lèi);其中最大的是超過(guò)3厘米長(zhǎng)的一塊肋骨碎片,可能來(lái)自黑尾鹿(體重可超過(guò)100公斤)那么大的動(dòng)物。

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一顆糞化石和其中的碎骨(D中用不同顏色表示,E放大了其中的一塊碎骨)|參考文獻(xiàn)[1]

這樣的食性跟現(xiàn)生的犬科動(dòng)物不大相同。整體上說(shuō),現(xiàn)存的犬科動(dòng)物都不是適應(yīng)以吃骨頭為生的。它們會(huì)啃骨頭上的肉,或者把比較小的骨頭咬碎吞下去;但它們并不適應(yīng)吃下大塊的骨頭,沒(méi)咬碎的鋒利骨茬可能會(huì)扎進(jìn)腸胃(所以用整個(gè)的雞骨頭喂狗是很危險(xiǎn)的)。

進(jìn)化出專(zhuān)門(mén)吃骨頭適應(yīng)的現(xiàn)生食肉動(dòng)物,只有三種鬣狗。對(duì)于鬣狗的食性,魯迅先生在《狂人日記》里有過(guò)精確的描述:

……有一種東西,叫“海乙那”(鬣狗英文hyena的音譯)的,眼光和樣子都很難看;時(shí)常吃死肉,連極大的骨頭,都細(xì)細(xì)嚼爛,咽下肚子去,想起來(lái)也教人害怕。

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斑鬣狗(Crocuta crocuta),現(xiàn)生動(dòng)物中最適應(yīng)食骨的動(dòng)物|sharpphotography.co.uk

實(shí)心的骨頭含有大概30%的有機(jī)物(主要是膠原蛋白),空心的部分還有營(yíng)養(yǎng)豐富的骨髓——當(dāng)然,這兩樣都是不容易吃到的。擅長(zhǎng)吃骨頭的鬣狗,在進(jìn)化史上產(chǎn)生了諸多與此相適應(yīng)的能力:它有極為堅(jiān)固的臼齒和前臼齒,牙齒表面的琺瑯質(zhì)晶體呈之字狀排列,使其更加強(qiáng)韌;鬣狗顴骨寬大,頭蓋骨上隆起一條骨頭,可以附著巨大的咬合肌,嘴巴比狼嘴巴要短,從杠桿原理上說(shuō)更加省力;鬣狗頭骨中間的空腔很大,可以分散咬合的壓力,這也讓它的額頭成了“錛兒頭”。

另外,因?yàn)槿粘?幸Ч穷^,鬣狗的臼齒齒尖磨損非常厲害,這也是我們判斷動(dòng)物吃骨頭的一個(gè)證據(jù)。

已經(jīng)滅絕的恐犬家族,同樣具備吃骨頭的諸多適應(yīng):堅(jiān)固的牙齒,之字形的牙齒琺瑯質(zhì)結(jié)構(gòu),頭骨肌肉附著區(qū)很大,嘴巴短粗,前額隆起,能分散咬合的壓力。它的臼齒齒尖磨損也很明顯。

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一種恐犬動(dòng)物(B. secundus)的頭骨|參考文獻(xiàn)[1]

并非專(zhuān)業(yè)食骨者?

雖然恐犬的頭顱說(shuō)明它適應(yīng)食骨,但便便卻提供了另一端的證據(jù)——在吃骨頭這件事情上,恐犬似乎沒(méi)有鬣狗那么專(zhuān)業(yè)。

鬣狗中最適應(yīng)食骨的是斑鬣狗,它的糞便含有大量白色的粉末,這都是骨頭消化后產(chǎn)生的鈣鹽。但是,在恐犬的糞便里有許多骨頭碎片,這一點(diǎn)它更像斑鬣狗的兩個(gè)親戚——褐鬣狗和縞鬣狗。它們消化骨頭的程度沒(méi)那么徹底,便便雖然也發(fā)白,但沒(méi)有白得像斑鬣狗那樣,像拉了一堆高爾夫球。

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斑鬣狗的糞便,白得像高爾夫球|Danielle Free

至于恐犬為什么吃骨頭不如斑鬣狗專(zhuān)業(yè),我們暫時(shí)還沒(méi)有答案。

犬科動(dòng)物比鬣狗科更早進(jìn)化出適應(yīng)吃骨頭的種類(lèi)(雖然都沒(méi)有活到今天),但在吃骨頭專(zhuān)業(yè)化的方面,卻始終沒(méi)有達(dá)到鬣狗的地步?,F(xiàn)在,鬣狗牙齒的碾磨能力高度退化,前臼齒擴(kuò)大特化為咬碎骨頭的專(zhuān)用工具。

捕食者還是清道夫?

另外一個(gè)有趣的信息來(lái)自糞球的形狀。便便當(dāng)然并不是像《阿拉蕾》里面那樣冰淇淋形狀的,而是一連串的顆?!獌深^尖,中間接近于串珠狀。

這時(shí)候,古生物學(xué)家發(fā)揮出了奇怪的偵探能力:他們發(fā)現(xiàn),在這14顆糞球里,有5顆可能都是最先出來(lái)的那頭,因?yàn)樗鼈兊男螤疃际且活^大一頭?。涣硗庖粋€(gè)是末尾的尖尖,其他的則不知道順序。

也就是說(shuō),這14個(gè)糞球并不是同一泡屎,而是有至少五泡。這里可能是群居動(dòng)物的“廁所”,大家把屎拉到一塊,用氣味建立邊境線——今天的狼和鬣狗仍然這么干。這也間接說(shuō)明,這種已經(jīng)滅絕的恐犬,應(yīng)該是群居。

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這14顆糞化石,并不是來(lái)自于同一泡屎|Natural History Museum of Los Angeles County

另一個(gè)問(wèn)題是:這種恐犬是食腐者還是捕食者?作為現(xiàn)存唯三專(zhuān)門(mén)吃骨頭的動(dòng)物,褐鬣狗和縞鬣狗基本是吃死尸,而斑鬣狗80%的食物則都是自己捕獵。

之前有研究推測(cè),一些恐犬亞科的物種可能是捕獵者。它們?nèi)狈ω埧颇菢愉h利的爪子,所以可能靠著團(tuán)隊(duì)合作拿下大型獵物——這也恰好與恐犬糞便里的大肋骨碎片吻合(當(dāng)然,也不能排除它們剛好撿到了一頭大型動(dòng)物的死尸)。另一個(gè)間接證據(jù)是Borophagus parvus的化石數(shù)量相當(dāng)多,而且廣泛分布于北美大陸。而作為捕食者,斑鬣狗同樣數(shù)量多且分布廣,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了它食腐的親戚——捕食的習(xí)性幫助它家族興旺,也許也能幫助恐犬繁衍壯大

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1902年描繪的恐犬|Charles R. Knight

最后的恐犬亞科成員于200萬(wàn)年前滅絕,此后有少量的豹鬣狗屬Chasmaporthetes(一類(lèi)已滅絕的鬣狗)出現(xiàn)在北美,但化石數(shù)量寥寥??秩б院螅@個(gè)吞噬骨頭的生態(tài)位,基本上就是空窗狀態(tài)。

不管先生曾經(jīng)怎樣瞧不起“海乙那”,嚼碎大骨頭的大型動(dòng)物,在生態(tài)環(huán)境里發(fā)揮著重要的作用。它繞過(guò)小型的食腐動(dòng)物和微生物,加速了動(dòng)物尸體進(jìn)入自然的循環(huán)。如今沒(méi)有了恐犬,北美大陸究竟發(fā)生了哪些變化,我們的了解還很有限。

參考文獻(xiàn)

[1] Xiaoming Wang, Stuart C White, Mairin Balisi, Jacob Biewer, Julia Sankey, Dennis Garber, Z Jack Tseng, (2018). First bone-cracking dog coprolites provide new insight into bone consumption in Borophagus and their unique ecological niche. eLife7:e34773. https://doi.org/10.7554/eLife.34773

作者:紅色皇后

編輯:麥麥

題圖來(lái)源:Danielle Free

本文來(lái)自果殼自然(ID:GuokrNature)

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評(píng)論
耿培國(guó)
大學(xué)士級(jí)
糞便化石在古生物學(xué)家眼中就是一座寶藏。從糞便化石發(fā)現(xiàn)誰(shuí)吃了誰(shuí),數(shù)百坨屎描繪遠(yuǎn)古時(shí)期食物網(wǎng),屎里面有“新世界”。
2023-06-30
王壹生(沙溝鎮(zhèn)衛(wèi)生院
太傅級(jí)
一坨糞便化石雖然不起眼,卻揭示出遠(yuǎn)古海洋魚(yú)類(lèi)錯(cuò)綜復(fù)雜的捕食關(guān)系。新鮮的屎,也攜帶著關(guān)于生物體和周遭環(huán)境的豐富信息。
2023-06-30
演繹無(wú)限精彩
大學(xué)士級(jí)
糞化石,能提供許多古動(dòng)物的信息,這坨600百萬(wàn)年前的狗屎,讓古生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這類(lèi)犬科動(dòng)物不尋常的飲食習(xí)慣和群居生活情況。
2023-06-30