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剑齿虎牙长致嘴张太大咬力弱

2019-03-09 22:47:38 | 来源: 旅游

因为犬齿太长,所以剑齿虎总是不得不将嘴张到。资料图片

大家都知道,剑齿虎好威风!它们的牙老长老长,总是伸出嘴巴一大截!但是,问题来了,牙这么长,会影响到它咬东西吗,它是如何解决这个问题的呢?古生物学家们争论不休。近期的一项研究表明剑齿虎可能有独特的解决之道。

缺点 嘴张太大咬力弱

牙越长,要咬东西嘴就需要张得越大,剑齿虎的嘴需要能张得比现存的猫科动物都大得多才能咬到东西。但是,肌肉的伸展长度是有限的,嘴张得很大,肌肉长在颌的前部就会过度拉伸,不现实;如果都靠着颌的后部,肌肉就会比较少,咬力就会比较小。剑齿虎真的是“小咬力杀手”吗?这个由丹麦奥尔堡大学生物学家克里斯蒂安森(Per Christiansen)领导的研究小组用一种全新的方法来研究这类已经灭绝的杀手:制造复杂的模型,分析它们的嘴是如何运动的。相关论文发表在近期的《林奈学会动物学》上。

克里斯蒂安森主要的研究对象是的刃齿虎(Smilodon),就是动画片《冰河时代》里出现的那种剑齿虎。它是剑齿虎家族中灭绝的一种,也是所有剑齿虎里的一种,专门猎杀野牛、大地懒之类的大型猎物。之前的研究认为,因为剑齿虎张嘴过大,所以它们的咬力比现在的大型猫科动物要弱。克里斯蒂安森同意这种说法。但他认为,剑齿虎嘴巴咬合的力量仍然够大,因为咬力并不光是靠嘴上的肌肉。

演化 成也长牙败也长牙

除了刃齿虎,这项研究还涉及了其他的剑齿虎种类,其中包括早期和原始的剑齿虎。克里斯蒂安森说:“刃齿虎的演化程度,所以和现代猫科动物的区别,所以要从生物学的角度理解这种动物。你会喜欢研究更多原始的动物,以便了解它们如何沿着演化之路变成这个样子的。”

他研究了数百个头骨,画出了刃齿虎演化出如此特殊颌部的路线图。“这叫‘杀戳生态学’。”克里斯蒂安森说。“杀戳生态学”指一种演化压力,在此压力下,剑齿虎演化出越来越适合深深地刺入猎物喉部的结构,

剑齿虎牙长致嘴张太大咬力弱

特化程度越来越高,终演化成像刃齿虎这样的怪兽。

剑齿虎的牙越来越长的同时,它们的颌部肌肉也越来越弱,但肌肉纤维的方向也越来越倾向于和颌骨垂直,这样咬合的效率就大大增加。与此同时,肌肉也越来越多地生长于下颌的后部,这样就有利于它把嘴张得更大。

终,剑齿虎演化成了历史上样子可怕的食肉哺乳动物。但同时,这种可怕的样子也为它们铺好了灭绝之路。克里斯蒂安森说,剑齿虎的特征让它们只适合捕食大型的,移动相对缓慢的动物。“它们的身体又重又壮实,腿很短很有力,这让它们跑不了太快,肯定不会像现在的虎豹那么灵活。”克里斯蒂安森说。

解决 脖子肌肉也给力

在相当长一段时间里,科学家一直在争辩剑齿虎的长牙是做什么用的,有人认为它是用来吸引异性,没有实际用处。现在的共识是,剑齿虎会用长牙给已经被扑倒的猎物以终的致命一击。剑齿虎中的明星刃齿虎比现在所有的猫科动物都壮实,具有熊一样的大骨架和腱子肉,可以用前肢扑倒大型的猎物。克里斯蒂安森说:“他们跳到猎物身上,把他们摔倒在地,用强壮的前肢扭它们的脖子。然后它们用牙齿快速、有力地深深刺入到猎物的喉咙或者后脖梗子里,终杀死猎物。”现在狮虎之类的大型猫科动物都会咬住猎物的喉咙一分钟以上,让猎物窒息而死,但刃齿虎不会这样做,因为它们的颌部肌肉力量不足。

为了解剑齿虎的咬力到底如何,克里斯蒂安森建立了细致的物理模型。他发现,剑齿虎的肌肉可以很高效很直接地让嘴合上,但咬力仍然不够大,为了补偿咬力不足的问题,剑齿虎演化出了出人意料的解决方案。克里斯蒂安森解谜的线索竟然来自家里的小猫咪。“当你把一块食物放在地上,你会发现小猫吃它的时候不光嘴动,而且会一边吃一边点头。”克里斯蒂安森认为,当剑齿虎奋力“点头”时,可以在瞬间增加咬力。“我们认为剑齿虎先奋力低头,然后把头往前甩,会帮助它合上嘴。”克里斯蒂安森说,刃齿虎的脖子比现代的大型猫科动物长,而且肌肉也发达得多,这让它“上下前后甩头”时,会产生很大的蛮力,就好比用手臂使刀子,刃齿虎也用脖子的力量帮助牙齿刺入猎物身体。

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