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猛獁象和劍齒虎是大象和老虎的祖先嗎?


2019年11月12日 - c20小編 動物志 
   
動物志

很多讀者容易把史前動物和今天相似的物種扯在一起,比如有人猜測猛獁象是大象的祖先,而劍齒虎是老虎的老祖宗。然而,物種進化不是想當然,而是要有科學依據的,主要包括三個方面:一是化石記錄和解剖學方面的,二是生物地理學方面的,三是分子遺傳學方面的。現有證據表明,猛獁象與現代大象、劍齒虎與老虎都不是祖先和後代的關係,而是平行演化的關係。

根據舌骨解剖結構建立的象類系統發育樹

猛獁象和現代大象

廣義上說,長鼻目動物都是大象。最早的長鼻目是5500萬年前生活在非洲的原始象,體重只有5千克左右。後來原始長鼻類分化為兩支,一支為恐象,一支為象型亞目。恐象是一類很獨特的史前長鼻類,後來的大象兩顆長牙都是上門牙特化而成的,而恐象的兩顆長牙則是下牙,而且是向下彎著生長的。

象型亞目就是真象類,最早出現的真象是非洲的古乳齒象,非洲一直是大象起源和發展的搖籃。距今2500萬年前,乳齒象出現了,它就是現代大象和猛獁象的共同直系祖先。所謂象科,是現代兩屬三種大象——非洲草原象、非洲森林象和亞洲象,以及史前多種猛獁的總稱。

乳齒象骨架

與大眾想的不同,亞洲象與猛獁象彼此親緣關係很近,而它們與非洲象相對疏遠。亞洲象和猛獁象是姐妹群,它們之間的關係就像今天的非洲草原象和非洲森林象。為了更好描述屬種間的系統發育關係,分類學家在科和屬之間加了個分類單位,叫做「族」。猛獁象和亞洲象一起歸入象族。而非洲象反倒被排斥在象族之外,單列了一個非洲象族。



  

根據基因分析建立的象和猛獁系統發育樹

猛獁象最早出現在距今500萬年前,它們同樣起源於非洲。猛獁的演化可分為四個階段:第一階段是非洲猛獁,從猛獁出現一直到距今160萬年前。第二階段是南方猛獁,大約於250至150萬年前生活在歐洲和中亞地區。第三階段是草原猛獁,距今60至40萬年前在北方大陸上遊蕩。最後一個階段是西伯利亞的長毛猛獁和北美的哥倫比亞猛獁,生存年代距今約20萬年前。

猛獁象是龐然大物,比今天的大象還要大。哥倫比亞猛獁肩高可達4米,而草原猛獁肩高有4.5米,可與巨犀競爭有史以來最大的陸地哺乳動物,體重估計有15-20噸。與之相比,今天的亞洲象肩高最大不過3.5米,非洲象也就3.6米。

草原猛獁復原圖

猛獁象曾經和史前人類生活在一起,是我們祖先的重要獵物。後由於人類狩獵技術不斷進步,加上早期農業開始發展,猛獁象的生存空間不斷被壓縮。到距今1.2萬年前,環境驟然變暖導致草原退縮,猛獁象的食物減少,於是猛獁象就走向了滅絕。北冰洋上俄羅斯弗蘭格爾島上有一群小型猛獁一隻生存到了4000年前,但沒有一隻猛獁象活到今天。

在猛獁象走向滅絕的那些年裡,它的姐妹群亞洲象和遠房親戚非洲象正躲在印度和非洲的避難所里。熱帶地區受環境驟變衝擊較小,食物資源較豐富,因而它們得以存活至今日,成為長鼻目在今天僅存的碩果。

亞洲象

劍齒虎和老虎

劍齒虎除了叫「虎」,與老虎唯一的共同點就是同屬於貓科。貓科是食肉目—貓型亞目的一科,最原始的貓科動物叫原貓,體重只有十幾千克,於漸新世之初(約3400萬年前)生活在歐洲的密林中,距今2000萬年前進入北美。

所有貓科動物的共同祖先:原貓

貓科演化的第二階段是假貓。假貓大約於2000至1000萬年前生活在歐亞和北美,這一類群的多數種類後來滅絕了,只有兩支得以發揚光大,四齒假貓就是劍齒虎亞科的祖先,而另一種生活在東亞地區的假貓則演化為真貓類。現存所有貓科動物,從老虎到貓咪都屬於真貓類。在假貓演化後期,劍齒虎就與包括老虎在內的真貓分道揚鑣了,它與老虎的關係比家貓還遠。

在貓科演化的第三階段,劍齒虎和真貓類各走各的路。劍齒虎亞科包括三個族。鋸齒虎族,按演化順序先後是:短劍齒虎→巨劍齒虎→鋸齒虎→異劍齒虎。刃齒虎族,按演化順序先後是:副劍齒虎→巨頦虎→刃齒虎。後貓族包括後貓和恐貓。

根據基因分析建立的貓科系統發育樹



  

劍齒虎亞科在晚中新世(距今約1000-530萬年)非常繁盛。鋸齒虎家族的巨劍齒虎肩高可達1.3米,體重超過300千克,是史前第一貓科的有力競爭者,在生態系統中的角色相當於今天的獅子和老虎。刃齒虎家族的副劍齒虎則扮演了類似於今天花豹和山獅的角色。恐貓家族有十多種成員,它們都沒有劍齒牙,小的只有猞猁大小,大的有花豹那麼大。在當時,劍齒貓類占據了各大生態位,毫無疑問是最占優勢的掠食動物。

真貓類的發力比劍齒虎要晚,但最終後來居上,真正意義上的獅子和老虎大約出現於距今300萬年前。到上新世(距今530至260萬年),鋸齒虎雄踞歐亞非和北美,成為有史以來分布最廣的劍齒虎亞科動物,也是第一種「世界性大貓」。然而,到更新世時期(距今260至1.2萬年),隨著豹屬崛起,鋸齒虎就逐步被獅類取代了。

鋸齒虎復原圖

更新世時期,北美大陸上的刃齒虎可以說是「劍齒王朝」的「末代皇帝」了,它在很多方面都登峰造極,例如,它那長得誇張的「匕首牙」,它粗壯的軀體和巨大的體型。儘管它們不如巨劍齒虎高挑,但由於更強壯,因此體重更大。其中,毀滅刃齒虎是有史以來最重的劍齒貓科動物。

致命刃齒虎復原圖

然而,這一時期劍齒虎亞科已經失去「第一大貓」的桂冠了,與毀滅刃齒虎生活在一起的北美獅,顱骨和四肢骨長度都在刃齒虎之上,體重可超過400千克,是當時也是有史以來最大的貓科動物。

當刃齒虎和獅子在北美荒野上角逐的時候,老虎仍局限於東南亞的密林中。全新世來臨(距今1.2萬年前),氣候驟變導致草原退縮、森林擴張,最後的劍齒虎也走向了滅絕,與猛獁象差不多同時。獅類遭到重創,北方的無鬃獅全部消失,只有非洲和西亞的現代有鬃獅活了下來。這一環境變化對老虎反而有利,隨著森林擴張,老虎將勢力範圍擴大到北亞、中亞和印度,進入極盛期。

東北虎

結 語

猛獁象和亞洲象雖然在基因上非常相似,但並沒有直系演化關係。舉例來說,你叔叔的孩子儘管與你非常親近,但並不是你和你父親這一支的直系後代。至於劍齒虎,只是叫「虎」而已,劍齒虎是整個劍齒虎亞科的總稱,它和老虎所在的豹亞科是並列和平行的關係。猛獁象和劍齒虎真的已經滅絕了,它們沒有留下一個後代。

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