為什么有些動(dòng)物是圓臉？貓頭鷹為啥長(zhǎng)了個(gè)“貓頭”？

在這個(gè)世界上，有些動(dòng)物因?yàn)閾碛蓄愃迫祟悑雰旱膱A形頭部、圓臉和大眼睛，受到了人們的喜愛(ài)和關(guān)注。

其中，貓科動(dòng)物和鸮形目

（也就是貓頭鷹）

是典型的例子

不過(guò)你有沒(méi)有想到過(guò)

它們的圓形的頭部是怎么來(lái)的？

貓頭鷹為什么長(zhǎng)了個(gè)“貓頭”？

首先，貓科動(dòng)物的圓臉看著短，但是要論長(zhǎng)度很可能不算短臉。例如不少獅和虎的頭骨長(zhǎng)度都超過(guò)30厘米，甚至更大。這長(zhǎng)度比看著臉長(zhǎng)的狐貍長(zhǎng)了不少，也比同樣看著臉圓而短小的人類要長(zhǎng)。

而貓科動(dòng)物之所以看起來(lái)是大圓臉，還是因?yàn)樗鼈兌檀值奈遣恳约澳槻康娘E骨部分。后者準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是顴弓，顴弓比較寬且附著有不少肌肉。附著的肌肉在外界看來(lái)，正好構(gòu)成了它們的大圓臉和粗嘴巴。

貓科動(dòng)物花豹Pantherapardus的頭骨，吻部顯得短

圖源animal.memozee.com

圓臉的小個(gè)子貓科動(dòng)物，豹貓

拍攝于國(guó)家動(dòng)物博物館

為什么有這樣的臉和嘴巴呢？因?yàn)槎檀值奈遣坑欣谪埧苿?dòng)物在獨(dú)自狩獵的時(shí)候，讓嘴前端作為一個(gè)省力杠桿，提供嘴前端更強(qiáng)的咬合力。

咬合力到了，貓科動(dòng)物嘴前端的犬齒就會(huì)釋放強(qiáng)大的力量，以此斷開(kāi)對(duì)方的頸椎或者更好地鎖喉。

此外，它們附著在顴弓上面的肌肉——顳肌。顳肌可以在貓科動(dòng)物咬獵物的時(shí)候，提供力量來(lái)做到在咬合的瞬間秒殺獵物，附著較多的顳肌有利于獵殺獵物。

貓科的獅子頭骨模型，拍攝于上海自然博物館

黃色部分是顴弓和犬齒

現(xiàn)在的貓科動(dòng)物具有短而粗壯的臉龐，是為了單兵作戰(zhàn)，為了鮮味肉食獵殺而生存，但是它們的老祖宗可不是這樣！

貓科動(dòng)物老祖宗—早期食肉形類（Carnivoramorpha）成員，具有相對(duì)細(xì)長(zhǎng)的嘴巴，身體的模樣有些像果子貍。

早期的食肉形類，圖源a-z-animals.com

捕食小動(dòng)物的它們有相對(duì)長(zhǎng)的嘴巴，嘴巴后端還有較多臼齒和前臼齒。它們的一部分后代走上了更為依賴食肉、瞬殺狩獵的演化道路，這就是貓科動(dòng)物，它們的嘴巴變得短粗了一些，嘴巴后端牙齒數(shù)目減少了很多，僅剩下三十顆左右牙齒。

這些早期食肉形類成員，除了化作貓科外，也有的演化為一些不那么追求瞬殺獵物，又不全吃肉食的食肉目動(dòng)物，比如葷素搭配著吃的果子貍和棕熊，喜歡持續(xù)攻擊大型獵物、偶爾吃點(diǎn)水果的灰狼（Canislupus）。

灰狼和沙狐的長(zhǎng)頭骨，綠色部分是為它們嘴巴后端臼齒和前臼齒大致位置，拍攝于天津自然博物館

嘴巴較長(zhǎng)的棕熊，拍攝于北京動(dòng)物園

這些動(dòng)物就在演化中保持著相對(duì)長(zhǎng)的嘴巴，長(zhǎng)嘴巴可以讓口腔后端容納不同形狀的牙齒，方便自己處理多樣的食物，比如更多的臼齒和前臼齒用來(lái)放在最后段，磨碎吃進(jìn)嘴里的水果，或者啃吃剩的骨頭——臼齒減少的貓科就難以做到這一點(diǎn)。

食肉目動(dòng)物里面的食蟹海豹（Lobodoncarcinophagus），更是把嘴巴后面的牙齒演化成了篩子一樣的形狀，用于過(guò)濾海水，讓小小的磷蝦留在自己嘴巴里面。

食蟹海豹的牙齒，他吃下帶著小動(dòng)物的水合上嘴時(shí)候，牙縫會(huì)讓水出去留下食物，圖源coolantarctica.com

注：除了獅，雄性獵豹等少數(shù)以外，現(xiàn)存的貓科主要獨(dú)自狩獵，當(dāng)然也有小規(guī)模合作的情況。美洲豹在捕獵時(shí)候喜歡咬獵物腦殼。

貓頭鷹“貓頭”的秘密

貓頭鷹圓臉的原因可就不是因?yàn)轱枬M的肌肉了，而是身上羽毛填充的結(jié)果。

如果有人把貓頭鷹的羽毛理光，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)像禿了毛的雞。如果看到淋濕了水的貓頭鷹，也會(huì)發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的羽毛收縮起來(lái)，大臉會(huì)瞬間變小。

所以說(shuō)，看著臉大身體圓胖的貓頭鷹其實(shí)是虛胖，厚實(shí)的大量羽毛甚至還能遮住貓頭鷹的腿部，這就導(dǎo)致貓頭鷹腿部雖然不短卻容易被看成小短腿。

貓頭鷹腿其實(shí)不短，圖源scienceabc.com

那貓頭鷹臉上長(zhǎng)這么多羽毛是干什么用的呢？

2022年根據(jù)大灰鸮這種貓頭鷹的相關(guān)研究，學(xué)界發(fā)現(xiàn)它們身上羽毛形成的大臉盤有利于聲音的傳播，方便它們聽(tīng)見(jiàn)獵物的聲音。

羽毛在它們的臉上排列出放射狀的面盤，可以聚攏聲波來(lái)放大聲音，找到黑夜靜悄悄中偷吃東西的老鼠。而它們大腦里面負(fù)責(zé)聽(tīng)覺(jué)的區(qū)域也更為發(fā)達(dá)，自身羽毛結(jié)構(gòu)有利于進(jìn)行悄無(wú)聲息的飛行，以此兼容這一身“耳聽(tīng)八方”的配置。

圖為大灰鸮，圖源365daysofbirds.com

當(dāng)然，也有一些貓頭鷹沒(méi)有太大的臉盤，例如北鷹鸮（Ninoxjaponica），這些貓頭鷹就不那么依賴耳朵，而是主要依靠視力。

它們比起那些大臉盤的貓頭鷹看著也更有點(diǎn)“鷹”的模樣。這些“鷹”模樣的貓頭鷹當(dāng)中也有不走晚間出行“傳統(tǒng)”路線的，白天也出來(lái)活動(dòng)。

事實(shí)上，貓頭鷹大家族在四五多千萬(wàn)年前的時(shí)代也是走白天出行的路線的，和今天多數(shù)老鷹一模一樣，歐洲大陸和美國(guó)懷俄明州等地的化石就是證明。

這些早期貓頭鷹爪子也同今天夜行的貓頭鷹形態(tài)差距很大，反倒是類似于老鷹的爪子。只不過(guò)后來(lái)的演化過(guò)程中，很多貓頭鷹放棄了白晝的廝殺，轉(zhuǎn)而選擇了在晚上蘇醒，開(kāi)啟月夜下的獵殺，爪子的形態(tài)也改變了。

有時(shí)候白天也“出門”的短耳鸮

拍攝于國(guó)家動(dòng)物博物館

在美國(guó)發(fā)現(xiàn)的早期貓頭鷹骨骼化石，圖源newsroom.taylorandfrancisgroup.com

注：有少數(shù)貓頭鷹白天也會(huì)活動(dòng)，這些白天出來(lái)的貓頭鷹眼睛虹膜顏色比較淺。例如短耳鸮，北極的雪鸮也是一個(gè)典型的例子，常見(jiàn)的縱紋腹小鸮會(huì)在清晨黃昏出來(lái)抓老鼠。

縱紋腹小鸮標(biāo)本，拍攝于國(guó)家動(dòng)物博物館

其他大臉動(dòng)物

有圓臉的動(dòng)物并非只有貓科動(dòng)物和各種貓頭鷹，另外一些動(dòng)物也演化出了圓臉，比如說(shuō)雄性的紅毛猩猩（Pongo）。相比于女同胞，公的紅毛猩猩體重更大且有一張“大臉”。

這背后是大量肌肉脂肪在支撐。大臉下面是巨大的喉囊（pendulouslaryngealsacs），這個(gè)喉囊是便于它們唱情歌的利器。

大臉龐下面的喉囊會(huì)唱歌，也會(huì)發(fā)出聲音。以此告訴其他的雄性紅毛猩猩切勿靠近自己。如果兩個(gè)公猩猩都喜歡上了一個(gè)對(duì)象，那就只有死斗一場(chǎng)了。

大臉的雄性紅毛猩猩，拍攝于天津動(dòng)物園

小臉的雌性紅毛猩猩，拍攝于天津動(dòng)物園

我們熟悉的國(guó)寶大熊貓也是圓臉且具有短的吻部，臉上附著有大量用于咬的肌肉，但是它們的圓臉和短小的吻部主要不是用來(lái)對(duì)付肉類，而是咬斷堅(jiān)硬的竹子。

大熊貓頭骨，拍攝于西寧野生動(dòng)物園

狗其實(shí)是灰狼的亞種，當(dāng)然很多品種的狗，例如小個(gè)子的約克夏犬，北京犬，法國(guó)斗牛犬等，相比于野生親族面目全非——它們的口鼻部分變得很短，看著也是短圓臉。這當(dāng)然不是為了加強(qiáng)咬合力，而是人為一代又一代選育的結(jié)果。

這樣的選育也給狗的健康帶來(lái)不少麻煩，例如口鼻部分變短帶來(lái)了鼻腔也變短，這就導(dǎo)致呼吸道的相關(guān)疾病成了這些品種狗的心腹大患，也縮短了它們的平均壽命。

短小臉部的家犬，拍攝于天津市

圓臉?lè)▏?guó)斗牛犬，圖源bulldogs.netlify.app

所以，動(dòng)物演化的“大圓臉”還真不是同樣的原因，這背后也藏著關(guān)于生物演化的絕佳秘密。

END

參考文獻(xiàn)

McMillan KM, Bielby J, Williams CL, Upjohn MM, Casey RA, Christley RM. Longevity of companion dog breeds: those at risk from early death. Sci Rep. 2024 Feb 1;14(1):531. doi: 10.1038/s41598-023-50458-w. Erratum in: Sci Rep. 2024 Apr 16;14(1):8772. doi: 10.1038/s41598-024-59331-w.

Diet and habitat associations of bush dogs Speothos venaticus in the Interior Atlantic Forest of eastern Paraguay Published online by Cambridge University Press: 14 January 2005

Tamagnini, D., Meloro, C. & Cardini, A. Anyone with a Long-Face? Craniofacial Evolutionary Allometry (CREA) in a Family of Short-Faced Mammals, the Felidae. Evol Biol 44, 476–495 (2017).https://doi.org/10.1007/s11692-017-9421-z

Demythologizing Arctodus simus, the ‘Short-Faced’ Long-Legged and Predaceous Bear that Never Was Borja Figueirido, Juan A. Pérez-Claros, Vanessa Torregrosa, Alberto Martín-Serra, Paul Palmqvist J. of Vertebrate Paleontology, 30(1):262-275 (2010). https://doi.org/10.1080/02724630903416027

Nie, Y., Wei, F., Zhou, W., Hu, Y., Senior, A. M., Wu, Q., ... & Raubenheimer, D. (2019). Giant Pandas Are Macronutritional Carnivores. Current Biology. https://doi.org/10.1016/ j.cub.2019.03.067.

Machovsky-Capuska, G.E., Senior, A.M., Simpson, S.J., and Raubenheimer, D. (2016). The multidimensional nutritional niche. Trends Ecol. Evol. 31, 355–365

Carnivore Dental Adaptations and Diet: A Study of Trophic Diversity within Guilds January 1989 DOI:10.1007/978-1-4613-0855-3_16 In book: Carnivore Behavior, Ecology, and Evolution (pp.410-436)

Solé, F., R. Smith, T. Coillot, E. De Bast, T. Smith. 2014. Dental and tarsal anatomy of 'Miacis' latouri and a phylogenetic analysis of the earliest carnivoraforms (Mammalia, Carnivoramorpha). Journal of Vertebrate Paleontology 34(1): 1-21.

frenchbulldogsclub.org

Spaulding, M., and J. J. Flynn. 2012. Phylogeny of the Carnivoramorpha: the impact of postcranial characters. Journal of Systematic Palaeontology 10:653–677.

張凱,沈雪麗,劉凱怊,等.貓科動(dòng)物的分類——分子系統(tǒng)學(xué)框架和化石證據(jù).動(dòng)物學(xué)雜志, 2023, 58(1): 1-29.

Bellani GG. Felines of the world: Discoveries in taxonomic classification and history. Academic Press, 2019.

Early Eocene fossil illuminates the ancestral (diurnal) ecomorphology of owls and documents a mosaic evolution of the strigiform body plan Gerald Mayr, Andrew C. Kitchener First published: 07 August 2022https://doi.org/10.1111/ibi.13125

Gerald Mayr et al. Skeleton of a new owl from the early Eocene of North America (Aves, Strigiformes) with an accipitrid-like foot morphology. Journal of Vertebrate Paleontology, published online July 28, 2020; doi: 10.1080/02724634.2020.1769116

Great Gray Owls hunting voles under snow hover to defeat an acoustic mirage

Christopher J. Clark, James Duncan and Robert Dougherty

Published:23 November 2022https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1164

Functional constraints on tooth morphology in carnivorous mammals Peter D Smits 1,Alistair R Evans 1BMC Evol Biol. 2012 Aug 16;12:146. doi: 10.1186/1471-2148-12-146

公眾號(hào)動(dòng)物博覽科普文章 貓臉圓，狗臉長(zhǎng)，竟是因捕獵習(xí)性不同？

《大貓和它們的化石親戚》

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作者：大清神龍

責(zé)編：董小嫻

審核：劉鯤 李培元