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之后的野外考察中,中科院古脊椎所团队在乌伦古河流域的同期地层中,又陆陆续续发现完整程度不一的几十件“怪兽”同类标本,由于它头骨和颈椎的特殊关节,研究者认为这是一种对碰撞行为极端适应的动物,进而认为其或许与某些在求偶竞争中有碰撞求偶行为的现生动物(如麝牛等)有关,但在这一共识之外,“怪兽”化石研究一直没有实质性的进展。(高德娱乐)

2015年开始,我带领团队研究攻坚这些“怪兽”化石标本,在古生物研究中首次采用高速的动力学模拟方法,证实“怪兽”的头骨和颈椎的复杂结构特别适应于高速的头对头撞击,有效性远高于麝牛等适应头部撞击的现生动物,也可能是生物演化史上最适应头部撞击的脊椎动物。

随后,我们通过对“怪兽”内耳结构的高分辨率计算机断层扫描(CT)和三维重建发现,“怪兽”内耳与之前认为的最有可能的牛科截然不同,也不同于鹿科、麝科等,反而与现生的长颈鹿在关键特征上一致,并得到具有大量数据积累的欧洲合作团队的确认。

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“怪兽”属于长颈鹿类这一初步结果让我们豁然开朗:角的特征早已暗示了其长颈鹿类的属性,它具有从顶骨中心生长的独角,这在牛科、鹿科和叉角羚科中都从来没有过,唯独长颈鹿和西瓦兽的角长在顶骨上,长颈鹿在额骨的中间还有一个独角。

随着大量“怪兽”牙齿化石也被发现,从另一个角度证明它是一种齿冠较高的长颈鹿。在此基础上,我们团队将“怪兽”正式命名为“獬豸盘角鹿”,其中,獬豸是中国古代的神兽,在头顶上有一个独角,它被认为是麒麟的一种,而从明代以来,长颈鹿传入中国,人们就将其称为麒麟;盘角,则是指它的标志性特征——圆盘状的大角。

记者:獬豸盘角鹿化石研究,除得出其属于长颈鹿类这一结果外,在长脖子演化方面有哪些重要发现?

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王世骐:系统发育分析显示,现生长颈鹿与獬豸盘角鹿均属于长颈鹿超科,它们头骨和颈部的形态差别很大,但都与雄性的求偶斗争相关,而且都向极端的方向演化。

我们团队通过对比反刍类几大类群,包括长颈鹿类、牛类、鹿类、叉角羚类的角的形态,发现长颈鹿类角的多样性远高于其他几大类群,并且形态往往偏向极端,这说明长颈鹿类求偶斗争比其他反刍类更加高强度而且多样化。

同时,长颈鹿和盘角鹿都是极端的打斗者,它们的雄性为了争夺雌性的芳心,不惜发展出一些极端的武器,极端的行为在性选择的加持下,促生了进化史上各种长颈鹿极端的头颈部的形态学演化。

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进一步分析獬豸盘角鹿的生态环境和它所占据的生态位发现,当时地球正处于一个温暖时期,总体上来说森林密布,但獬豸盘角鹿生存的新疆地区,由于南边青藏高原正剧烈隆升,阻挡了水汽的传输,使得这一带比其他地区要干旱一些。牙釉质稳定同位素表明,獬豸盘角鹿生活在开阔的草原之中,并且可能随季节迁徙。

对于当时的动物来说,瘠薄的草原环境不如森林环境舒适,獬豸盘角鹿的激烈打斗行为,可能与生存环境带来的压力相关。

到现生长颈鹿出现之初,也遭遇过类似獬豸盘角鹿的环境:约700万年前,东非高原也由森林环境转变为开阔的草原,远古长颈鹿赖以生存的环境逐步消失,促使它们必须适应新的变化。现生长颈鹿属500万年前出现时,本来身体比较高大的长颈鹿,可能在这个时期发展出利用甩动脖子和头部攻击竞争对手的方式,通过这种极端的斗争方式,在性选择的加持下,使得长颈鹿的颈部在200万年时间内迅速加长,成为现生长颈鹿属,从而有效占领取食高处树叶这样一个相对边缘化但回报颇丰的生态位。

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记者:獬豸盘角鹿化石研究论文获国际顶级期刊发表,这项成果有什么重要意义?

王世骐:獬豸盘角鹿化石的发现,为揭开长颈鹿长脖子的演化之谜提供了重要化石证据。长颈鹿科的化石中,头颈部和角的形状的多样性非常高。

长颈鹿的长颈配小角,与獬豸盘角鹿的粗壮颈部配盘状角,不过是其中两个极端的例子,而这两种形态都与雄性求偶中的打斗方式相关:长颈鹿和盘角鹿都是极端的打斗者,它们的极端行为在性选择的加持下,促生出长颈鹿中极端的形态学演化。

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回顾整个长颈鹿的演化历史,在演化之初,长颈鹿类的生态地位就要比牛科鹿科等更加边缘化,这似乎预先决定了它们的演化道路:边缘化的生态定位促进了种内的极端求偶竞争,而极端求偶竞争又促进了极端的形态学演化。这足以引起学界对物种演化方向、策略以及结果的更深层次思考。

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