近日,神州十二号载人飞船发射成功,与航天员刘伯明一起入驻空间站的牛娃娃布偶获得了网友们的喜爱。这类动物,不仅因吃苦耐劳的品格、美好的文化寓意而广受人类欢迎,在自然界中也发展得很好,是偶蹄目大家族的一员。
上海自然博物馆(上海科技馆分馆)以“自然•人•和谐”为主题,融收藏与研究、展示与教育、文化与休闲、科学与艺术于一体,承接国家5A景区、国家一级博物馆、博士后工作站的一流风范,以丰厚馆藏与科研为基础,展现自然之美、提供最新资讯、搭建分享平台。
在已经落下帷幕的2021自博馆牛年生肖展中,许多观众认识了牛科动物以及它们所属的偶蹄目。但大家知道与偶蹄目相对的奇蹄目有哪些动物吗?斑马,马来貘、犀……貌似我们能数得出来的并没有很多,而且与耳熟能详的牛、羊相比,出镜率并不高。
是的,奇蹄目目前全世界有3科17种,而现存的有蹄动物中,偶蹄目占比90%,共有10科221种[《Walker’s Mammals of the World》(1999)],两者形成了强烈的反差。为什么偶蹄目比奇蹄目发展更好?4000万年前,森林的环境占主导地位,奇蹄动物的体型和数量都比偶蹄动物有优势,所以它们能吃到高质量的食物,比如树叶、芽、花和果实。
原始偶蹄动物个子小,腿短,在外形上跟现在的鼷鹿相似,它们很难吃到上层的食物,而且就算身高勉强够,食物被有数量优势的奇蹄动物“扫荡”后也没剩下来多少。为了生存,偶蹄动物只能低头吃些纤维素很高的草本植物。纤维素本身很难被消化,为了利用好这些食物中的能量,一部分偶蹄动物进化出了强大的消化方式——反刍,即食物进入瘤胃被微生物发酵和分解后逆呕回口腔,再次咀嚼后重新进入瘤胃这一过程。
这种消化方式能利用胃里的微生物消化很难消化的纤维,使纤维被身体利用,这种高吸收率的消化方式为将来偶蹄目动物的发展壮大奠定了基础。到了距今800万年左右,全球的二氧化碳的浓度急剧下降,气候也变得干燥,大量的雨林开始消退,由于碳四植物(莎草科、苋科、藜科等)利用少量的二氧化碳和水分就可以活得很好,于是慢慢的,形成了草原生境,具有反刍能力的偶蹄动物就如鱼得水般发展了起来。
粗略统计,现在的反刍动物占了偶蹄目的90%以上。
但是,奇蹄目的命运则与偶蹄目截然不同,它们习惯吃的食物减少,莎草类等植物又不大吃得惯,慢慢地,许多奇蹄类动物就走向了灭绝。偶蹄目反刍动物的胃占整个消化道的比例为70%左右,这使得它们可以在短时间内获得大量的食物储存在胃中,然后找到隐蔽的处所进行反刍,这可以躲避天敌的捕食。
而奇蹄目的动物,它们的胃仅占消化道的7%左右,所以它们需要不停地取食,这导致它们暴露在捕食者视线范围的几率更高,被捕猎的几率更大。这可能也是导致偶蹄目比奇蹄目繁盛的另外一个因素。
偶蹄目壮大后,都去了哪里?随着草原的蔓延,偶蹄目的种类和数量快速增加,生存压力增大,它们势必会从草原向各种生境扩散。它们到了不同的环境里,发生了适应性辐射。进化生物学中,适应性辐射是指从原始的一般种类演变至多种多样、各自适应于独特生活方式的专门物种的过程。这些演变出的新物种虽有差别,却在一定程度上保留了原始物种的某些构造特点,并各自占据了合适自身生存的小生境。
以羊亚科动物为例,它们主要分布于欧亚大陆的山地和高原——地质构造变化最剧烈的区域。自中新世,尤其是更新世以来,羊亚科动物经历了冰期与间冰期反复的气候变化,以及由此带来的生境破碎化和岛屿化,导致该亚科物种分化频繁。所以,我们现在才能看到分布在青藏高原的藏羚、崇山峻岭中的岩羊、冰天雪地里的麝牛、撒哈拉地区的鬣羊等……
地球上现存的每一种生物都是一本书,它们无言的诉说着过去百万千万年甚至上亿年前发生了什么,读懂它们,等于了解了一部恢弘的进化史。*注:在新的分类系统中,传统的偶蹄目(Artiodactyla)和鲸目(Cetacea)已经被归入更具包容性的鲸偶蹄目(Cetartiodactyla)分类群中。