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我们热爱拈花摘果
2017-08-04 | 作者:钱亚民 | 来源:昆明动物博物馆 | 【小  大】【打印】【关闭】

  是什么原因促使早期灵长类进化出了特殊的性征,即它们带手指的前肢和前视的眼睛,从而为人类的进化铺平了道路? 科学家给出了一个出其不意的答案:与开花植物有关。 

  伸出你的手,看看上面的指节和平整的指甲,然后再对比动物的爪子。你会发现,你的手不同于动物的爪子,它简直就是为抓握东西而进化的。 

  除了手,与其他哺乳动物相比,我们还有前视的眼睛和硕大的脑袋。事实上,所有的灵长类都有这些特点。那么,是什么促使灵长类的祖先们首先进化出这两个特征,从而为我们人类的进化铺平了道路呢? 

  追溯起来,灵长类进化的第一步大约出现在6000万年前。当时,所有灵长类动物的祖先应该是一种小型的夜行性动物。它们来到了树下。最大的问题是:为什么它们的后代们跟随它们选择了这样的进化方式? 

  答案似乎显而易见:当它们来到树下时,为了适应树栖生活,就需要有抓握的手去攀援树枝,有前视的眼睛去判断距离。但是,事实并非如此简单,因为其他很多哺乳动物并没有进化出这些特征,但它们也都能适应树栖生活,存活了下来。例如,松鼠只有爪子和朝两边看的眼睛,但它们仍然能灵巧地活跃在树枝间。看来,灵长类动物的眼睛和手,并非仅是为树栖而进化出来的。 

  答案也许是为了捕捉昆虫。在现有的树栖动物中,抓握的双手及前视的眼睛也常常出现在一些采食嫩叶的动物身上。因树叶太嫩太细,它们用爪子无法采摘。前视的眼睛在掠食动物身上倒是很常见,比如猫和鹰,它们依靠视线捕捉食物。但是,灵长类动物更特别,它们双眼视线的重叠更有利于判断距离远近,比如它们的猎物——昆虫是否在它们手臂够得着的距离内,或者某根树枝是否在它们一跃之内的范围。由于我们的灵长类祖先要捕捉树枝顶尖上的昆虫,于是它们开始进化出了这些关键的特征。 

  关键的证据 

  花朵,在人类进化历史上具有核心作用! 

  从灵长类动物的牙齿化石来看,昆虫并非它唯一的食物。因为它平而圆的臼齿更适于碾磨水果和植物,而不是捕食虫子。再者,如果说灵长类的祖先已适应吃昆虫,那它们为什么没有留下大量吃昆虫的后代呢?事实上,大多数灵长类属于昆虫与植物兼食的杂食性动物。虽然确实存在少数专门吃昆虫的灵长类,比如跗猴,但它们更趋向于利用声音而非视觉去捕捉食物。 

  通过在马达加斯加对现代狐猴进行研究,科学家们发现,马达加斯加现代狐猴经常以花蜜丰富的花朵为食,因此,灵长类的进化与开花植物是有机关联的。 

  看看吧,在森林中,树枝顶端新长出大量的树叶、花蕊、花朵、果实,它们和其中生活着的昆虫一起构成了一个全新的食物生态链。初期的开花植物,即被子植物,是少部分由昆虫授粉后形成的灌木,它们出现在1.35亿年前。当第一个真正的灵长类出现时,开花植物已经进化出了很多科,覆盖了当时世界上的森林。森林树枝顶端的食物生态链,召唤着强有力的主角的到来,比如说灵长类、蝙蝠和鸟类。于是,这些动物在这个时间进化速度加快。 

  同时,开花植物也在进化,它们进化出更大、更鲜美的果实,吸引像灵长类这样的动物;而作为回报,这些动物频繁地为植物传花授粉——它们吞食植物果实后,将种子四处播撒。就这样,灵长类动物进化出了可以抓握的手和脚,这些手指和脚趾上敏感的肉垫能帮助它们在柔软细嫩的树枝间移动,灵巧地采摘果实。被子植物的这种进化假说不仅解答了为什么灵长类动物进化出了关键的特征,而且还解答了灵长类动物起源的时间。 

  另一个有说服力的证据来自2012年西班牙科学家对上百个现生及消失的灵长类的比较研究。在关于灵长类的食性和生态学方面的比较研究中,他们发现,帮助开花植物是灵长类动物成功的秘笈,特别是灵长类的食物方式:它们吃植物果实,然后将植物的种子四处播撒,使得这些植物非但没有灭绝,反而大量繁殖,甚至衍生出了新种。因此,采吃开花植物也导致了食主——灵长类动物的进化和物种的分化。 

  不过,也有科学家提出,是昆虫而不是花朵驱使早期灵长类发生了进化。在学术界,两种理论各执一词,旗鼓相当。科学家们纷纷表示,后者让人感觉相当完美,但前者也令人无懈可击。 

  这就需要进一步找出强有力的证据。然而,鲜有证据能经受住所有的质疑。现有的灵长类化石记录的都是5500万年前的灵长类,它们的体形大小不一,有的小似老鼠,有的大如家猫,更像现代的懒猴或狐猴。它们都以昆虫和果实为食。但是,关键的是,它们都已具有灵长类的特征,比如前视的眼睛、灵巧的有指甲的手指和抓握的手。 

  这意味着这些关键特征是在很早的时候就进化出来的,也许出现在从6600万年前恐龙让位到5500年前第一个灵长类出现之间。不幸的是,这个时期的化石记录主要是大量的下颌骨和牙齿,多数支离破碎而且模糊不清。 

  意外的惊人发现 

  灵长类化石记录中的“缺失环节” 

  20年前,密西根大学从怀俄明大角盆地收集了一些含有化石的巨大石灰岩,并带回到了密西根大学博物馆。 

  这个被包裹在石灰岩中的化石到底是什么呢?化石的缝隙被沙石塞满了,研究人员得用硫酸将沙石去掉。工作在一天天推进。“会是个头骨吗?”研究人员产生了这样的猜测。要知道,发现哺乳动物头骨化石的机会是多么的稀少。想想吧,那可是6600万年前,在恐龙灭绝后,石灰岩形成时期的化石。 

  几天后,头骨形状渐渐凸显出来了。真的是一具哺乳动物头骨化石。这块化石中记录的事件非同一般——的确,这块化石后来被认为是灵长类化石记录中的一个很重要的“缺失环节”:某个结合了原始和现代灵长类特征的化石标本! 

  期待更多化石证据 

  灵长类进化出手指和前视的眼睛用于采摘花朵 

  这是一块窃果猴的化石,窃果猴是一种远古树栖动物,拖着一根长尾巴,与老鼠差不多大小。窃果猴长有呈锯齿状的巨大前臼齿,看来主要用于锯开富含纤维的果实和坚果。不过,它也吃昆虫。它的两只眼睛仍往两边看,但它长有能够抓握树枝的“手”和“脚”,而且除了大脚趾上有指甲,其他脚趾上仍然是爪子。很明显,窃果猴能够像松鼠一样在大树枝上自如地上窜下跳。 

  根据窃果猴化石,有灵长类学家指出,我们的灵长类祖先因为需要在细枝上攀爬,寻找果实、花朵和昆虫,首先进化出了用于攀爬的“手”和“脚”。接着,为了寻找更多昆虫,它们又进化出了能聚焦的眼睛。 

  但也有科学家提出,所有动物包括掠食者,发生眼睛前视进化是为了帮助动物看清周围到处是枝叶的环境。我们的灵长类祖先也是这样——前视的眼睛使它们能够用X光般的视觉将生活其中的森林看得更加清楚。 

  我们来做个小实验:在你眼前竖起一根手指,看看手指后面是什么。当你的两只眼睛同时睁开时,你可以很好地看到手指后面的景象。当你闭上一只眼睛后,手指背后的部分景象就消失了。所以,我们的眼睛提供了相当于X光线般透视的视觉。不过,这种X光的视觉只适用于看清楚窄于两眼之间距离的物体。而一些大型动物由于两眼之间距离较大,所以能看到树枝和树叶后的景象。当它们生活在充满枝叶的环境中,如果两只眼睛都朝前的话,它们就能看到周围的世界。增大的视线范围能更好地补偿无法往后看的缺陷。小型动物,比如老鼠,因为大多数树叶比它们两眼之间的距离宽,它们不能从前视中获益,所以它们的双眼位于头的两边更好。 

  如果这种理论正确的话,那么,动物视线重叠的程度主要取决于两点:它们的体形大小和它们是否生活在充满树叶的环境中。通过对319种不同动物的研究,确实表明生活在森林中的动物,它们的体形和视觉重叠之间互相联系,但在规整的环境中并非如此。所以,一旦灵长类动物被带到树林里,一个相对较大的灵长类祖先会进化出前视的眼睛,以便在森林的树冠中看得更清楚。 

  这就支持了灵长类进化出前视的眼睛是用于采摘花朵的观点,而将捕捉昆虫这一假说排除在外。 

  所以,当你下次看到一朵鲜花时,记着那含苞待放的花朵,也许化石会告诉你:我们天性就是喜欢拈花摘果。 

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