剑齿虎咬合力只有狮子的一半,为什么能以大象为食?
大象是现存陆地上体型最大的动物,成年的它们与狮子、老虎等食物链顶端的猛兽分布重合,但是它们依然没有天敌,再加上,幼象多于成年雌性大象群居在一起,所以大象从幼年到成年都是没有天敌的。但是,在远古时期,有一种猫科动物曾经主要以大象为食,它就是剑齿虎。那么,为什么剑齿虎能够捕杀大象,而狮子、老虎就不行呢?我们一起来聊一下这个问题。
剑齿虎真能杀象?大象是长鼻目下所有动物的统称,从现存的长鼻目动物看,只有非洲象和亚洲象两种。但是,长鼻目在以前可是一个大家族,只不过,大多数的长鼻目长远都被淘汰掉了,只剩下了象科下的这两种动物而已。因此,剑齿虎杀的当然不是现存的大象,而是长鼻目下已经灭绝的一种动物-乳齿象。下面我们来看一下两种动物的“恩怨”。
首先是剑齿虎
严格来说,剑齿虎并不是单指某一种动物,而是这个猫科剑齿虎亚科下所有成员的统称,而剑齿虎亚科又包括两个族:后猫族和剑齿虎族,这两个族下一共有13个属总计约64种不同的动物,它们都是剑齿虎,共同的特征就是都有长刃一般的犬齿。
其中最早的剑齿虎是剑齿虎族副剑齿虎属下的副剑齿虎,它们的化石早在中新世(距今约1500万年前-900万年前)就在欧洲和亚洲出现了,根据其体型看,它们与现存的美洲豹体型接近。
纵观剑齿虎亚科的演化时,大量的剑齿虎出现的时间集中在距今600万年前以后,在这段时间内,出现了8种恐猫属成员、12种巨颏虎属成员、14种似剑齿虎属成员、20种短剑剑齿虎成员以及异剑齿虎等等。可以说从上新世开始,整个陆地上最强的食肉动物就是剑齿虎了,一直到距今约1万年前。值得一提的是,在剑齿虎亚科下有一种动物曾经对人类祖先产生了极大的威胁,它就是后猫族下的恐猫。
因此,剑齿虎其实是一个大家族,它们从中新世开始就逐渐地占据了陆地上的主要生态位,并且从上新世开始呈现井喷的态势,成为了陆地上的霸主。而从体型上看,剑齿虎亚科下的成员大都与现在的大型猫科动物接近,不同的是它们的犬齿差异。
我们再来看一下乳齿象
乳齿象是早期的长鼻目动物,它的祖先是生活在距今约5500万年前的始祖象,始祖象被认为是长鼻目的祖先,它是一种水陆两栖的哺乳动物,没有明显的长鼻和长牙,与河马的习性和形态类似,体重仅有200公斤左右,远不及现代的长鼻目。
经过了约2500万年的演化,始祖象演化出了多样性的长鼻目成员,其中就包括了乳齿象的直接祖先古乳齿象。从古乳齿象的化石看,它们的体型是始祖象的两倍大,最关键的是它们已经具备了明显的长鼻和长牙。(下图是始祖象)
古乳齿象继续的演化,到了中新世出现了两个明显的分支,一个分支从嵌齿象类一直到现代象,也就是真象类,一支到了距今约550万年前,演化成了乳齿象科。乳齿象科根据形态不同又分为两个分支,一个是长颌乳齿象,一个是短颌乳齿象(又称美洲短颌象、美洲乳齿象)。
这两个分支最大的差异就是前者的吻部下方较长且象牙向下生长,而短颌象则更接近于现在的大象,都有一个长长的鼻子和弯曲向上生长的象牙。
乳齿象科从出现一直到距今约550万年前出现一直生存到了距今约1万年前。(下图一为长颌乳齿象,下图二短颌象)
两大类乳齿象,它们与现在大象的体型差不多,只不过肩高比现在的大象低一些,但其长度要比现存的大象长,因此它的成年雄性平均体重也有4.5吨左右。虽然它们与现在的大象体型差不多,但是科学家认为当时分布在欧洲、亚洲、美洲地区的乳齿象的灭绝是导致剑齿虎亚科动物灭绝的因素之一。这是因为在当时,剑齿虎亚科下的动物主要以大象的猎物为食,而当时的乳齿象与剑齿虎恰好是同域分布的动物。
为什么与狮虎体型相差不大的剑齿虎能够杀死与大象体型接近的乳齿象?在当下,狮子与非洲象、孟加拉虎与亚洲象都是同域分布的动物,但是在二者的食谱中几乎很少看到大象的身影,它们与大象通常是井水不犯河水的。但是,与狮虎同样体型的剑齿虎却能以乳齿象为食,这到底是为什么呢?原因很简单,问题就出在剑齿上。
剑齿虎亚科下的成员最大的特点就是拥有长刃一般的上犬齿,即使是普通的剑齿虎都有10厘米的上犬齿,而像刃齿虎的上犬齿长度甚至能够达到接近20厘米。而现在的大个体狮虎,比如东北虎的犬齿长度也不过只有5厘米左右。
剑齿虎较长的上犬齿,让它的下颌有些退化,从而咬合力要比现在的狮虎小一些,因此生物学家推断,它们的咬合力只有现在狮虎的一半。但是要比杀伤力,咬合力并不是最关键的因素,因为像人类只有几十公斤的咬合力,但是配合上不尖利的牙齿也能将动物的皮咬开,因此剑齿虎的咬合力对它来说,能够轻松的咬开猎物的皮就足够了,剩下的交给10厘米以上的犬齿,犬齿的长度越长,对猎物造成的伤害越大。
剑齿虎们通过跳跃力跳到乳齿象的背上,然后用自己尖长犬齿刺进去,这就是两个血窟窿,咬完之后,跳下,再次跳上,再来一口,慢慢的这些深深的伤口必然会流血不止,最后即使大如乳齿象,也只能轰然倒地了。
而狮虎就不同了,它们的犬齿长度对于大象来说无法造成致命伤,毕竟大象的皮甲脂肪就有2-3厘米厚度了,也就是说狮虎的犬齿只有1-2厘米能够进入大象体内,这样显然是无法给大象造成致命伤的。再加上捕猎大象的风险太高,所以狮虎也就放弃了这种体型庞大的动物。
总结剑齿虎是猫科演化史上平均犬齿长度最长的动物,也正是因为过长的犬齿,让剑齿虎没法捕猎中小型猎物(牙齿插入就到骨头,容易折断犬齿),只能以大型且移动缓慢的动物为食,也正是因为狭食性,才导致了剑齿虎的灭绝。
而现在的大型猫科动物,犬齿长度适中,让它们既能捕猎小型猎物,也能捕猎大型猎物(像大象这种皮糙肉厚的动物除外),从这个角度看,现在的大猫比剑齿虎对抗自然变化的能力要强很多。
剑齿虎咬合力只有狮子的一半,为什么能以大象为食?
刃齿虎(旧译美洲剑齿虎、斯剑虎)出现在晚上新世,其祖先是当年挺进美洲的巨颏虎。它们长有非常夸张而尖锐的剑齿,体型又巨大,而且灭绝晚、化石多,再加上美国人的大量研究和宣传,其知名度和上镜率远超真正的剑齿虎。英国广播公司的科普电影《与古兽同行》和动画电影《冰河时代》中的剑齿虎就是它们。不过为区别起见,国内学界现根据其拉丁名含义将其译为刃齿虎。其最早成员是生活在250万~50万年前的纤细刃齿虎,它们体型较小,最多不过80千克。
大约160万年前,更强大的致命刃齿虎在北美洲出现了,有一些后来扩散到南美洲。它们的模样与其名字同样可怕:马刀状的剑齿超过12厘米长,上下颚可张开120度(但新的研究显示,其最大有效角度只有60度左右,与现生猫科动物无异),令人胆寒。其身躯结实有力,骨骼粗重,并有大量肌肉附着的痕迹;颈部、前腿和背部尤为强壮,而后腿较短,尾巴更是短得可怜。
虽然致命刃齿虎和现代非洲狮大小接近,但近来的研究认为它们比后者重得多,体重可达270~340千克,而这主要来自发达的肌肉而不是脂肪。现代狮、虎在其面前,就如寻常武师同重量级拳王比肩。不过,在当时的北美它们还只是位居巨型短面熊、美洲拟狮之后的第三大猛兽,并非原野上的最强者。
由于不善奔跑,一般认为刃齿虎主要捕杀大型食草动物,像多数猫科动物一样埋伏或潜行接近猎物,在短途追击后用肉搏结束战斗。那么,它们看上去很酷的剑齿在这当中又有何作用呢?学界为此长期争论不休。最初的刺杀说曾认为它们能将剑齿深深刺入猎物体内、让其流血致死,但后来人们发现这些细长的剑齿十分脆弱,尤其侧面受力时容易断裂,只能用于最后关头才会使出的割喉必杀技。甚至有人认为,剑齿不过是起恐吓作用的神经刃,刃齿虎其实是不劳而获的食腐动物。
然而最近研究表明,与刃齿虎特殊身体构造结合短得剑齿还是高效的猎杀武器。它们的前半身粗壮异常,足以和一两吨重的成年野牛进行角力,强健的背部和后腿也有助于在摔跤时保持平衡。其颈部较长,比狮、虎的脖子更有力也更灵活,以协助头部进行准确咬击。而剑齿也不至于一碰就碎,只是在撞击骨骼时才易断裂;而且其前后边缘都像刀锋般锐利,侧扁的形状也有利于迅速插入和拨出,能以较小的角度切开猎物的喉咙。
通常认为刃齿虎又能力单独搞定一头成年公野牛的,但猎食如此大的动物应该还是要依靠群体力量,也利于对抗其他猛兽。目前尚无它们群居的确凿证据,只是美国加州的沥青坑中发现了2500多只致命刃齿虎的遗骸,数量仅次于恐狼而远多于其他食肉动物。其中有些身上带有骨折等重伤后痊愈的痕迹,可能是靠群体成员的照顾才得以幸存。但也有人提出异议,因为这些化石是逐年积累而成,不能说明其群体结构;另外,即便它们单独生活,也可能在受伤期间客串食腐动物的角色(但在强手如林的更新世北美洲,难度极大)。
作为美洲土生土长的猛兽,刃齿虎虽从未踏出新大陆一步,但在200多万年的演化中始终保持相对的的数量和生存范围,堪称剑齿家族中的终极利刃。直到大约1.2万年前,至今最近的一次冰河期结束了,环境的剧变和人类入侵带来的滥猎、病毒使美洲的大型动物纷纷灭绝,刃齿虎也与它们的主要猎物和竞争对手一同消亡。自此,张牙舞爪了近2000万年的剑齿虎亚科彻底成为历史名词,今天只剩下博物馆和收藏家手中的一具具骸骨,向现代人无声诉说着它们当年的威仪。
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