劍齒虎[動物]

劍齒虎[動物]

劍齒虎是大型貓科動物進化中的一個旁支,生活在距今300萬~1.5萬年前的更新世——全新世時期,與進化中的人類祖先共同渡過了近300萬年的時間。劍齒虎長著一對巨大的犬齒,足有半尺長,故得名。劍齒虎的捕獵對象是大型的食草動物。劍齒虎的滅絕與乳齒象的滅絕緊密相關。美國洛杉磯市區的拉布里亞農場是世界上最不尋常的化石遺址之一,已先後復原了兩千多隻,使劍齒虎成為最為人所知的史前貓科動物。主要是分類在貓科下的劍齒虎亞科、鬣齒獸科及獵貓科,且包括有袋下綱的兩個科,生存於新生代的不同時期,各自演化出像劍的犬齒。它們的上犬齒最長可達20厘米,縱然口合起來,其犬齒仍然清晰可見。劍齒虎一般都較現今的貓科粗壯,仿佛像熊一般。

基本信息

簡介

劍齒虎滅絕之謎

貓科(Felidae)真劍齒亞科(Machairodontinae)一些滅絕的食肉動物的統稱。因上齶有一對劍形犬齒而得名。劍齒虎從漸新世一直生存到更新世末。在整箇中新世和上新世棲息在北美洲歐洲;至上新世末已擴展到亞洲非洲;在更新世存在於南美洲。最有名的劍齒虎是更新世斯劍虎屬(Smilodon),劍齒最發達。它是北美和南美的一種短腿的大型貓科動物,比現代獅粗大得多。巨大的上犬齒長達20厘米,可能是用來刺擊乳齒象之類的大型草食動物。斯劍虎屬的下述幾種身體適應性變化使人推想到可能存在這樣的狩獵技能︰顱骨能以附著強健的頸目肌調節以利低頭動作;下犬齒退化;能張開到約90°角,使上犬齒能不受限制地活動。臼齒形成剪刀狀,而無磨研表面的痕跡。這一屬許多成員的骨頭曾在加利福尼亞、洛杉磯拉布雷亞(La Brea)大牧場的瀝青坑裡找到,顯然是劍齒動物捕食大型草食動物時兩者同時陷入瀝青。斯劍虎屬的祖先Hoplophoneus屬,是北美漸新世的中等大小貓科動物,身上已具備基本的劍齒特徵,但還未充分發展。

分布

劍齒虎劍齒虎骨架
劍齒虎曾廣泛分布在亞、歐、美洲大陸上,但化石數量出產最多的和骨架最完整的地方是在美國。美國洛杉磯有一個著名的漢柯克化石公園,這個公園原先是個瀝青湖,面積還沒有北京北海公園的1/3大。當地的印第安人就利用這些瀝青來燒火做飯,後來白人奪取了這塊土地,在瀝青湖上打井採油,挖瀝青鋪路,湖中埋藏的化石便被發現了。從1875年發現第一塊化石起,100年來挖出2,100隻劍齒虎,此外還有大量其他脊椎動物的化石。有趣的是,這2,000多隻劍齒虎若按年齡來分析,幼年的僅占16.6%,而青壯年的卻占82.2%,表明了它們是來這裡捕食陷入瀝青湖的獵物,而遭到滅頂之災的

外形

劍齒虎的體型不是很大,其中最大的種(Thylacosmilus atrox)身長約1.5米,體重最多只有110公斤多一些,相當於美洲豹的大小,是袋狼的4倍。雖不夠高大,但它們卻擁有壯實的身體,尤其是前肢。它們最引人注目的地方無疑是頭部——兩顆長達15厘米的劍齒深深埋入上頜,幾乎與頭頂處在同一水平面上;下頜則向下伸出了巨大的護葉。這樣的護葉雖有利於保護突出的劍齒,但同時也增加了骨折、感染的危險,而且還造成頭部變重,一定程度上影響了行動的靈活性。劍齒虎經常被誤認為是長著獠牙獅子,其實兩者大不相同。劍齒虎的體重是現代獅子的兩倍。它的後腿和尾巴非常短小,更像是一隻體格健壯的灰熊。劍齒虎笨重身軀表明,它是個孤獨的伏擊殺手。劍齒虎最引人注意的就是它的一對獠牙,它是如何利用它們捕殺獵物的,對此,人們卻知之甚少。要想找到答案必須觀察它的肌肉結構。通過比較附著在美洲豹頭骨上的咬合肌,得知劍齒虎的撕咬能力相當驚人。

演化

劍齒虎劍齒虎

在距今3500萬年前的漸新世出現了古劍齒虎,後來的劍齒虎一直生活到距今100萬年前的更新世。是大型貓科動物進化中的一個旁支,生活在距今300萬~1.5萬年前的更新世——全新世時期,與進化中的人類祖先共同渡過了近300萬年的時間。劍齒虎的體形大約與現代虎差不多,但是它的上犬齒卻比起現代虎的犬齒大得多,甚至比野豬雄獸的獠牙還要大,如同兩柄倒插的短劍一般。食肉類動物的犬齒作為捕食獵物的一種殺傷武器,正常的情況應該是上下犬齒平均發展,在攻擊時能夠上下相合,就可以咬死獵物。但是劍齒虎的上犬齒演化得如此巨大,而下犬齒又相對退化,根本不成比例,所以可能是專門用來對付象類等大型的厚皮食草類動物的。如此特殊而長大的犬齒,只需一對就可戮入獵物身體的深處,並且可以儘量地擴大傷口,造成獵物的大量出血而死亡。與此相適應,劍齒虎的頭骨和頭部的某些肌肉也相應地發生變化,以便口可以張得更大,使下頜與頭骨能形成90度以上的角度,這樣才能充分有效地發揮這對劍齒的作用。但是,這種極端特化的發展,顯然也有其不利的一面,即大大縮小對環境和獵物的適應面,隨著更新世時期各種大型厚皮食草動物的絕滅,使得不善於快速奔跑的劍齒虎也逐漸無所用其長,競爭不過那些比較靈活的並且全面發展的一般食肉類動物,也隨著它的獵物走向了滅絕。代之而興的就是後來出現的現代虎以及其他大型食肉類動物。

滅絕

劍齒虎劍齒虎

劍齒虎生長的時代,正處於第四紀冰川時期,氣候寒冷,大型食草動物靠長毛和厚皮來抵禦嚴冬。它們行動遲緩、笨拙,容易被捕殺。但在2萬年以前,冰期結束了,氣候轉暖,出現了植物生長旺季。隨後食植物的動物也大量繁殖起來,可是那些耐寒冷的大型食草動物,不能適應氣候的變化,只有向北遷移。可北極圈中並無充足的草原,便因飢餓紛紛死亡了。以捕食它們為生的劍齒虎失去了食源,再想回過頭來捕殺小動物或馬、鹿等大動物,身體已像恐龍那樣完全定型了,既不夠敏捷,奔跑起來又沒有速度,更由於祖先的狩獵技術有了極大的提高,發明了弓箭,利用火攻,在與它爭奪獵物中往往取勝,甚至連它也被殺掉成為獵物,可以說世界之大卻沒有它的立足之地,只能隨著大型厚皮動物的滅絕而滅絕了。因為滅絕的時間離現代非常近,只要它再堅持一下,就可以在動物園中看到它了,但它卻是永遠的滅絕了,不會再現了。

生存

刃齒虎生長的時代,正處於第四紀冰川時期,氣候寒冷,大型食草動物靠長毛和厚皮來抵禦嚴冬,它們行動遲緩、笨拙,容易被捕殺。但在2萬年以前,冰期結束了,氣候轉暖,出現了植物生長旺季,隨後食植物的動物也大量繁殖起來,可是那些耐寒冷的大型食草動物,不能適應氣候的變化,只有向北遷移,可北極圈中並無充足的草原,便因飢餓紛紛死亡了。以捕食它們為生的刃齒虎失去了食源,再想回過頭來捕殺小動物或馬、鹿等大動物,身體已像恐龍那樣完全定型了,既不夠敏捷,奔跑起來又沒有速度,更由於人類祖先的狩獵技術有了極大的提高,發明了弓箭,利用火攻,在與它爭奪獵物中往往取勝,甚至連它也被殺掉成為獵物,可以說世界之大卻沒有它的立足之地,只能隨著大型厚皮動物的滅絕而漸漸地被大自然無情地“淘汰”了。因為滅絕的時間離現代非常近,只要它再堅持一下,人們就可以在動物園中看到它了,但它卻是永遠的滅絕了,不會再現了。為什麼現代還會有老虎這種大型貓科動物呢?原來現代老虎,獅子是大型貓科動物發展的主支。它們在劍齒貓科動物繁盛期就已十分強大,出現過不少大於劍齒貓科動物的物種,如歐洲洞獅,美洲擬獅,巨虎等。劍齒貓科動物絕滅之前,隨著食草動物的大型化也大型化起來,它們更是如魚得水,但身體的敏捷與速度一直勝於獵物,只是身體重了,上樹不便了,不過在草原也不需要爬樹。儘管沒有半尺長的犬齒,但在技巧上比昔日的“大哥”高明得多,襲擊獵物時專找要害部位下口,不是咬斷被害者的喉嚨就是腿部的盤腱,而且如今的動物(除犀牛外)也沒有很厚的皮膚,也不需要太長的牙齒。現代的狸貓動物,按體形的大小所捕食的獵物是有分工的:獅子、老虎捕殺野牛、角馬等,豹子捕殺豬、羊,猞猁食兔子,貓捉老鼠,而且體形越小食性越雜,體形大的食性卻單一。這樣就比較危險,萬一再出現一次全球性的災難事件,獅子、老虎等大型狸貓科動物會不會像劍齒虎那樣,因食源的絕滅而絕滅呢?不會的,因為有了人,人是有能力挽救它們的。其實對獅子、老虎來說,它們最大的天敵不是自然災害而是人,如果人不注意保護它們,那它們必將很快地滅絕。20世紀90年代中國東北虎瀕臨滅絕就說明了這個問題。

演化

所有劍齒虎都是生存於3370萬年前至9000年前,但它們的演化支卻在更早的時間就已經開始分支。
袋劍虎的分支是最先分開的,約在白堊紀晚期。它們是有袋類,較為接近袋鼠及負鼠而多於貓科。肉齒目則接著分支,再為獵貓科,而最終是貓科的劍齒虎。
在洛杉磯市區,拉布里亞農場的瀝青坑是世界上最不尋常的化石遺址之一。拉布里亞以發掘一種特定動物———劍齒虎而聞名。這裡已先後復原了兩千多隻。
一百多萬年來,一直占據統治地位的劍齒虎突然卻不得不面對滅絕的危險。拉布里亞瀝青坑的化石顯示,那場災難威脅到了許多物種。許多動物都和劍齒虎一樣遭到了滅頂之災。碳-14年代測定結果顯示,當時剛好是上一個冰河時代末期。在漫長的10萬年里,地球上的氣溫要低5到10攝氏度。但是一萬一千年前,全球氣候卻開始變暖。
在亞利桑那州的索諾拉沙漠,古植物學家朱利奧·貝坦科找到了有力的證據,揭示了劍齒虎統治時期的氣候狀況,以及導致災難發生的巨大變化。
索諾拉非常乾燥,但朱利奧的研究發現,當時的情況並非如此。他的證據來自一種出人意料的動物———狐尾林鼠。一萬兩千年前的林鼠巢穴為人類提供了大量證據。
狐尾林鼠用岩石做遮擋,並從五、六十米遠的地方帶回一些植物來築巢。林鼠經常在上面留下尿液,尿液蒸發之後就會結晶,於是,這些材料就像琥珀一樣被保存了下來。
這些被保留下來的植物顯示:在冰河時期,這裡曾是一片森林,而且氣候寒冷、潮濕。當時索諾拉沙漠的大部分地區都是被松樹、檜樹和橡樹覆蓋的森林。
但是一千年後,狐尾林鼠的遺蹟卻講述了一個截然不同的故事。當時,松樹林和橡樹林正逐漸消失,冰河時代進入尾聲,地球環境發生了巨大變化。
從上個冰河時代末期起,美國西南部以及加州南部就變得越來越熱,氣候也越來越乾燥,原來的植被逐漸被沙漠植被所取代。
對劍齒虎來說,野牛數量的增加並沒有給它們帶來好運。儘管劍齒虎生來就是伏擊高手,但在乾燥空曠的大地上,可供隱蔽的地方不多,劍齒虎空有一身伏擊技巧卻很難有用武之地。它必須追捕獵物,但速度又跟不上。
通過研究化石,格雷·麥克唐納發現,這不僅是因為掩護減少了,還在於野牛進化出了強大的新型防禦機制。
格雷說:“它們的體型變小了。這的確很有利,因為小型動物不需要太多食物就能生存,而且同一地區可以容納更多數量,這意味著,它們的群落越來越大,有更多的眼睛和幫手在提防著掠食動物。”
對劍齒虎而言,大型野牛群的增加進一步削減了它們的生存幾率。冰河時代結束時,劍齒虎的許多獵物都消失了,很難再找到獨居的攻擊目標。

兩種

“劍齒虎”化石,是加州拉布雷亞瀝青坑,發現的最常見的第二種哺乳動物化石。“劍齒虎”這個名字是誤導,因為這些動物不是老虎密切相關。第一任主席加州大學古生物學、教授約翰·c·梅里厄姆和他的學生從1932年開始,專著於這個偉大的食肉動物的形態。從那以後,成千上萬的劍齒虎的骨頭被發現在拉布雷亞。這些發現已經為我們非常詳細再現了劍齒虎的生活方式。我們現在知道,劍齒虎比獅子短約一英尺,但近兩倍重。也不像獵豹和獅子擁有一隻長尾巴,能夠在它們運動的時候維持平衡。這些表明,劍齒虎不像獅子,豹子,獵豹那樣擅長長距離追逐獵物。相反,它可能擅長埋伏,等待獵物接近攻擊之前。
這種劍齒虎是相對近期(更新世)的劍齒虎,。它大約10000年前滅絕。化石在北美和歐洲被發現。拉布雷亞瀝青坑的劍齒虎化石包括骨骼顯示出了嚴重破碎或骨折損傷的證據,也有嚴重的關節炎和其他退化性疾病。這樣的問題會削弱受傷的動物。然而,許多這些骨骼顯示廣泛的癒合和再生表明,這些殘疾動物甚至存活了一段時間後再次受傷。那他們是如何生存的?似乎最有可能,他們其他劍齒貓照顧,或者至少其他劍齒虎給這些受傷的群體提供飼料。孤獨的獵人與嚴重傷害是無法讓這些嚴重的骨頭得到癒合的。劍齒虎所處的社會結構更像現代的獅子。他們不像老虎和貓以及其他所有其他孤獨的捕獵者。偶爾發現在sabertooth-sized洞的劍齒虎骨頭表明劍齒虎並不總是和平的社會生活。它們會像今天的獅子一樣爭奪食物或伴侶。這樣的戰鬥可能是伴隨著大聲咆哮。劍齒虎喉嚨中的舌骨的結構讓我們知道它會咆哮。

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