Science | 破解近200年难题！邓涛/孟津/王世骐揭开长颈鹿长脖子之谜：性选择促进长颈鹿头颈进化和生态适应
iNature
2022年6月3日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邓涛，孟津及王世骐共同通讯在Science 在线发表题为“Sexual selection promotes giraffoid head-neck evolution and ecological adaptation”的研究论文，该研究报告了中新世早期的一种不寻常的长颈鹿化石，獬豸盘角鹿（ D. xiezhi ），它具有不寻常的头颈形态和已知哺乳动物中最复杂的头颈关节。
独特的形态和有限元分析表明对激烈的头撞行为的适应。 牙釉质同位素数据表明，獬豸盘角鹿占据了不同于其他食草动物的生态位，可与现代长颈鹿特有的取食高处树叶生态位相媲美。研究表明，长颈鹿比其他反刍动物表现出更高的头颈多样性，并且生活在特定的生态位可能促进了各种种内的战斗行为，导致不同长颈鹿谱系的极端头颈形态。
自拉马克和达尔文时代以来，长颈鹿脖子的极度伸长一直被认为是适应性进化和自然选择的经典例子，并激发了各种假设来解释这一特殊特征。已经提出了争夺食物资源和“脖子换性”假设，其中伸长与雄性间竞争有关，作为解释。测试这些机制很困难，但化石记录可以发挥关键作用。
长颈鹿类雄性斗争的对比，前景为獬豸盘角鹿，远景为长颈鹿 (图源自Science )
最近在中国准噶尔盆地北部发现了一种不寻常的长颈鹿反刍动物，獬豸盘角鹿，来自中新世早期 [~1690 万年前 (Ma)]。化石发现于新疆准噶尔盆地北缘中新世早期的地层中，包括一个带有四节颈椎的完整脑颅。獬豸盘角鹿具有很多哺乳动物中独一无二的特征，包括头顶正中发育一个圆盘状的大角，恰似中国古代神话传说中的独角麒麟——獬豸，而它的每一节颈椎都非常粗壮，并且具有哺乳动物中最复杂的头颈之间与颈椎之间的关节。这种动物表现出一种奇特的头颈形态，这很可能与一种极端的性相关的撞头行为有关。
文章模式图（图源自Science ）
独特的形态和有限元分析表明对激烈的头撞行为的适应。 牙釉质同位素数据表明，獬豸盘角鹿占据了不同于其他食草动物的生态位，可与现代长颈鹿特有的生态位相媲美。 研究表明，长颈鹿比其他反刍动物表现出更高的头颈多样性，并且生活在特定的生态位可能促进了各种种内的战斗行为，导致不同长颈鹿谱系的极端头颈形态。
活着的长颈鹿可以在非洲大草原林地的最高处觅食，远远超出其他反刍动物的范围。长颈鹿的长颈被认为是在上新世早期的稀树草原地区出现的，当时 C4 生态系统开始广泛建立。 “颈缩”战斗可能是长颈鹿进化出长脖子的主要驱动力，而取食高处树叶可能是这种进化的兼容好处。此外，长颈鹿的一种可能策略可能是通过利用生态系统中的一些边缘生态位来避免来自牛科动物和鹿科动物的竞争。
准噶尔盆地1700万年前的动物群，正中间为獬豸盘角鹿（图源自Science ）
总之，该研究描述了一种新发现的獬豸盘角鹿。这种动物有一个独特的盘状头饰，结合了复杂的头颈形态，表明它表现出激烈的头撞行为。头饰的演变，可能用作种内雄性竞争的武器，可能在环境变化方面发挥了作用。长颈鹿的生态定位比鹿类和牛科动物占据更多的边缘生态位，可能进一步影响了它们的进化策略。 獬豸盘角鹿和“颈缩”长颈鹿表明，与性相关的种内繁殖竞争导致了形态进化，长颈鹿通过这种方式积极应对环境挑战。
参考消息：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8316
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