2018年,美国加州发现了几坨便便的化石。它们来自640~530万年前的中新世晚期,主人是一种已经灭绝的犬科动物。虽然名字不太好听,但粪化石(coprolite)能提供许多古动物的信息,例如,这坨几百万年前的狗屎,就让我们发现了这些犬科动物不寻常的饮食习惯。
(资料图)
这种已灭绝的犬科动物,学名为Borophagus parvus,属于恐犬亚科。根据牙齿化石推测,它们的体重约24公斤,大小介乎今天的狼和豺之间。与今天的狗子不同的是,恐犬亚科是一个非常爱吃骨头——但似乎又不那么擅长吃骨头的家族。
通过几坨粪便,科学家推测出了Borophagus parvus当年的生活场景:它们能够啃食骨头,而且可能是群居动物|Mauricio Antón
擅长吃骨头的“狗”并不常见
在加州发现的恐犬粪化石,总共有14颗粪球。科学家对它们进行了CT扫描,检查其中的碎骨头——骨头大多已经破碎,难以分辨种类;其中最大的是超过3厘米长的一块肋骨碎片,可能来自黑尾鹿(体重可超过100公斤)那么大的动物。
一颗粪化石和其中的碎骨(D中用不同颜色表示,E放大了其中的一块碎骨)|参考文献[1]
这样的食性跟现生的犬科动物不大相同。整体上说,现存的犬科动物都不是适应以吃骨头为生的。它们会啃骨头上的肉,或者把比较小的骨头咬碎吞下去;但它们并不适应吃下大块的骨头,没咬碎的锋利骨茬可能会扎进肠胃(所以用整个的鸡骨头喂狗是很危险的)。
进化出专门吃骨头适应的现生食肉动物,只有三种鬣狗。对于鬣狗的食性,鲁迅先生在《狂人日记》里有过精确的描述:
……有一种东西,叫“海乙那”(鬣狗英文hyena的音译)的,眼光和样子都很难看;时常吃死肉,连极大的骨头,都细细嚼烂,咽下肚子去,想起来也教人害怕。
斑鬣狗(Crocuta crocuta),现生动物中最适应食骨的动物|sharpphotography.co.uk
实心的骨头含有大概30%的有机物(主要是胶原蛋白),空心的部分还有营养丰富的骨髓——当然,这两样都是不容易吃到的。擅长吃骨头的鬣狗,在进化史上产生了诸多与此相适应的能力:它有极为坚固的臼齿和前臼齿,牙齿表面的珐琅质晶体呈之字状排列,使其更加强韧;鬣狗颧骨宽大,头盖骨上隆起一条骨头,可以附着巨大的咬合肌,嘴巴比狼嘴巴要短,从杠杆原理上说更加省力;鬣狗头骨中间的空腔很大,可以分散咬合的压力,这也让它的额头成了“锛儿头”。
另外,因为日常啃咬骨头,鬣狗的臼齿齿尖磨损非常厉害,这也是我们判断动物吃骨头的一个证据。
已经灭绝的恐犬家族,同样具备吃骨头的诸多适应:坚固的牙齿,之字形的牙齿珐琅质结构,头骨肌肉附着区很大,嘴巴短粗,前额隆起,能分散咬合的压力。它的臼齿齿尖磨损也很明显。
一种恐犬动物(B. secundus)的头骨|参考文献[1]
并非专业食骨者?
虽然恐犬的头颅说明它适应食骨,但便便却提供了另一端的证据——在吃骨头这件事情上,恐犬似乎没有鬣狗那么专业。
鬣狗中最适应食骨的是斑鬣狗,它的粪便含有大量白色的粉末,这都是骨头消化后产生的钙盐。但是,在恐犬的粪便里有许多骨头碎片,这一点它更像斑鬣狗的两个亲戚——褐鬣狗和缟鬣狗。它们消化骨头的程度没那么彻底,便便虽然也发白,但没有白得像斑鬣狗那样,像拉了一堆高尔夫球。
斑鬣狗的粪便,白得像高尔夫球|Danielle Free
至于恐犬为什么吃骨头不如斑鬣狗专业,我们暂时还没有答案。
犬科动物比鬣狗科更早进化出适应吃骨头的种类(虽然都没有活到今天),但在吃骨头专业化的方面,却始终没有达到鬣狗的地步。现在,鬣狗牙齿的碾磨能力高度退化,前臼齿扩大特化为咬碎骨头的专用工具。
捕食者还是清道夫?
另外一个有趣的信息来自粪球的形状。便便当然并不是像《阿拉蕾》里面那样冰淇淋形状的,而是一连串的颗粒——两头尖,中间接近于串珠状。
这时候,古生物学家发挥出了奇怪的侦探能力:他们发现,在这14颗粪球里,有5颗可能都是最先出来的那头,因为它们的形状都是一头大一头小;另外一个是末尾的尖尖,其他的则不知道顺序。
也就是说,这14个粪球并不是同一泡屎,而是有至少五泡。这里可能是群居动物的“厕所”,大家把屎拉到一块,用气味建立边境线——今天的狼和鬣狗仍然这么干。这也间接说明,这种已经灭绝的恐犬,应该是群居。
这14颗粪化石,并不是来自于同一泡屎|Natural History Museum of Los Angeles County
另一个问题是:这种恐犬是食腐者还是捕食者?作为现存唯三专门吃骨头的动物,褐鬣狗和缟鬣狗基本是吃死尸,而斑鬣狗80%的食物则都是自己捕猎。
之前有研究推测,一些恐犬亚科的物种可能是捕猎者。它们缺乏猫科那样锋利的爪子,所以可能靠着团队合作拿下大型猎物——这也恰好与恐犬粪便里的大肋骨碎片吻合(当然,也不能排除它们刚好捡到了一头大型动物的死尸)。另一个间接证据是Borophagus parvus的化石数量相当多,而且广泛分布于北美大陆。而作为捕食者,斑鬣狗同样数量多且分布广,远远超过了它食腐的亲戚——捕食的习性帮助它家族兴旺,也许也能帮助恐犬繁衍壮大。
1902年描绘的恐犬|Charles R. Knight
最后的恐犬亚科成员于200万年前灭绝,此后有少量的豹鬣狗属Chasmaporthetes(一类已灭绝的鬣狗)出现在北美,但化石数量寥寥。恐犬消失以后,这个吞噬骨头的生态位,基本上就是空窗状态。
不管先生曾经怎样瞧不起“海乙那”,嚼碎大骨头的大型动物,在生态环境里发挥着重要的作用。它绕过小型的食腐动物和微生物,加速了动物尸体进入自然的循环。如今没有了恐犬,北美大陆究竟发生了哪些变化,我们的了解还很有限。
参考文献
[1] Xiaoming Wang, Stuart C White, Mairin Balisi, Jacob Biewer, Julia Sankey, Dennis Garber, Z Jack Tseng, (2018). First bone-cracking dog coprolites provide new insight into bone consumption in Borophagus and their unique ecological niche. eLife7:e34773. https://doi.org/10.7554/eLife.34773
作者:红色皇后
编辑:麦麦
题图来源:Danielle Free
本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)
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