牙齿化石颠覆我们对剑齿虎的认知

撰文:JOHN PICKRELL
 
牙齿化石颠覆我们对剑齿虎的认知
加利福尼亚更新世(Pleistocene)的开阔草原,斑驳的树影下,剑齿虎正在享用猎杀的食草动物,而远处的恐狼则在追逐野牛。根据对剑齿虎牙齿的分析,科学家们认为生活在美国西部的剑齿虎很可能是森林居民,以捕猎貘和鹿等动物为生。
绘图: MAURICIO ANTÓN
 
  大约一万年前,剑齿虎(Smilodon fatalis)还是栖息在美国西部的一种凶猛食肉动物。加州拉布里沥青池中已经出土了3000多块猫科动物化石,长期以来,研究人员也一直把剑齿虎描绘成狮子一样的猎手,在开阔的草原上追逐野牛和马。
 
  但科学家们对拉布里发现的数百颗牙齿进行分析后,得出了截然不同的剑齿虎形象。这些牙齿化石总重272公斤,可长达18厘米。
 
  “你所看到的剑齿虎攻击野牛的经典画面实际上根本没有科学证据,” Larisa DeSantis说道,她是这项研究的负责人,也是田纳西州范德比尔特大学(Vanderbilt University)的古生物学家。近日发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的这项研究表明,剑齿虎可能是资深森林居民,主要以食草动物为食。
 
  DeSantis表示:“(它们)更有可能猎杀貘和鹿等动物,而不是马和野牛。”
 
  DeSantis团队的综合性研究也有助于解释为什么较小的食肉动物能够生存到今天,如土狼和灰狼;而较大的食肉动物,如剑齿虎、恐狼和美洲狮都在1万到1.2万年前灭绝了。
 
  她的团队认为,随着北美许多史前大型食草动物的消失,比如巨型地懒、猛犸象、乳齿象和骆驼,小型食肉动物的饮食也随之发生了改变,这是它们生存下来的关键。例如,之前的研究发现,在食草动物灭绝事件后,土狼的身型缩小了20%,而有关它们牙齿的新研究表明,它们也调整了自己的生活方式,以适应新的现实。
 
  DeSantis说:“当大型食肉动物和猎物灭绝时,它们不仅体型缩小,而且会从根本上改变饮食,开始四处觅食,成为今天我们熟知的机会主义者。”
 
处理牙齿
 
  科学家们研究了从拉布里收集到的700多颗牙齿化石,它们来自食草动物、剑齿虎、美洲狮、恐狼、美洲狮、土狼和灰狼。研究小组用显微镜观察到了两种不同的磨损模式,它们揭示了这些生物正在咀嚼的食物类型,以及牙釉质中两种碳同位素的比例。
 
  这两个微小的碳原子变体在森林环境和开阔环境中会以不同的速率在植物中积累。以这些植物为食的食草动物会在体内携带一种化学物质,指向其首选栖息地,这种物质会迁移到任何捕食它们的食肉动物体内。这意味着通过分析食肉动物的遗骸,就能够揭示它们是吃下去的猎物是住在森林里,还是住在更开阔的地方。
 
  此前的研究主要着眼于食肉动物骨骼(出土于拉布里沥清池)中发现的胶原蛋白的碳、氮同位素比例。这些论文得出的结论是,最大的食肉动物——包括剑齿虎、恐狼和美洲狮——都可能在开阔的环境中捕猎。
 
  “到目前为止的所有数据都表明,它们在争夺相似的猎物,”DeSantis说道。因此,一些专家提出,这种对资源的争夺可能是导致它们灭绝的原因之一。但现在,牙釉质同位素分析成为了这类测试的“黄金标准”,DeSantis说。
 
  “牙釉质比胶原蛋白更可靠,”爱荷华州得梅因大学(Des Moines University)的古生物学家Julie Meachen说道。这是因为在石化过程中或者长时间的地下掩埋都不太可能使牙釉质发生改变。
 
  “当我们观察牙釉质时,我们得到了完全不同的答案,”DeSantis说道,“我们发现剑齿虎、美洲狮和美洲豹实际上一直在做猫科动物做的事情,即在森林生态系统中捕猎,而且会巧妙地利用遮盖物,以便伏击猎物。”
 
  相比之下,它们的犬科同伴,比如恐狼、郊狼和灰狼,会在更开阔的环境中捕猎。
 
  “猫科动物和犬科动物的首选栖息地是有区别的,”她说道。
 
优化生存机会
 
  研究结果表明,该地区最大的更新世食肉动物间对猎物争夺的激烈程度要小很多,而剑齿虎和恐狼之间的竞争尤其小。
 
  这项研究结果意义重大,“因为这是第一篇表明剑齿虎和恐狼在猎物选择方面确实有所不同的论文,” Meachen 说道。“剑齿虎可能不会在很明显的距离内追逐猎物,它们倾向于在更封闭的环境中捕猎,这是有迹可循的。从身体形态来看,它们是伏击型掠食者。”

  古生物学家Christopher Shaw补充道,“剑齿虎到底是怎样一种动物?它更喜欢在哪里出没?看了这篇论文后,我们对这些问题有了更深的了解”。 Shaw是爱达荷州自然历史博物馆(Idaho Museum of Natural History)的副馆长,曾在拉布里沥青池和博物馆(La Brea Tar Pits and Museum)担任收藏品经理。他说,也有一些证据表明,剑齿虎曾在拉布里吃过野牛,但这可能并不像看上去那么矛盾。
 
  “曾经有一个野牛亚种生活在森林中,很可能是剑齿虎的理想猎物,”Shaw说道。
 
  最重要的是,这项研究进一步证明,高度单一的猎物偏好是这些物种必然灭绝的原因之一,比如剑齿虎和恐狼。与之相反,郊狼表现出高度灵活的生存方式,在捕食老鼠或兔子等小型猎物的同时,还能以食腐为生,从而在生态变迁中幸存了下来。
 
  Meachen说,郊狼“可以通过改变猎物,甚至是捕食策略来优化生存机会。”
 
(译者:陌上花开)
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