我们热爱拈花摘果
Helen Pilcher
中科院之声
2017-07-22 08:00:00
是什么原因促使早期灵长类进化出了特殊的性征，即它们带手指的前肢和前视的眼睛，从而为人类的进化铺平了道路？科学家给出了一个出其不意的答案：与开花植物有关。伸出你的手，看看上面的指节和平整的指甲，然后再对比动物的爪子。你会发现，你的手不同于动物的爪子，它简直就是为抓握东西而进化的。
除了手，与其他哺乳动物相比，我们还有前视的眼睛和硕大的脑袋。事实上，所有的灵长类都有这些特点。那么，是什么促使灵长类的祖先们首先进化出这两个特征，从而为我们人类的进化铺平了道路呢？追溯起来，灵长类进化的第一步大约出现在6000万年前。当时，所有灵长类动物的祖先应该是一种小型的夜行性动物。
答案似乎显而易见：当它们来到树下时，为了适应树栖生活，就需要有抓握的手去攀援树枝，有前视的眼睛去判断距离。但是，事实并非如此简单，因为其他很多哺乳动物并没有进化出这些特征，但它们也都能适应树栖生活，存活了下来。例如，松鼠只有爪子和朝两边看的眼睛，但它们仍然能灵巧地活跃在树枝间。看来，灵长类动物的眼睛和手，并非仅是为树栖而进化出来的。
答案也许是为了捕捉昆虫。在现有的树栖动物中，抓握的双手及前视的眼睛也常常出现在一些采食嫩叶的动物身上。因树叶太嫩太细，它们用爪子无法采摘。前视的眼睛在掠食动物身上倒是很常见，比如猫和鹰，它们依靠视线捕捉食物。但是，灵长类动物更特别，它们双眼视线的重叠更有利于判断距离远近，比如它们的猎物——昆虫是否在它们手臂够得着的距离内，或者某根树枝是否在它们一跃之内的范围。
通过在马达加斯加对现代狐猴进行研究，科学家们发现，马达加斯加现代狐猴经常以花蜜丰富的花朵为食，因此，灵长类的进化与开花植物是有机关联的。看看吧，在森林中，树枝顶端新长出大量的树叶、花蕊、花朵、果实，它们和其中生活着的昆虫一起构成了一个全新的食物生态链。初期的开花植物，即被子植物，是少部分由昆虫授粉后形成的灌木，它们出现在1.35亿年前。
当第一个真正的灵长类出现时，开花植物已经进化出了很多科，覆盖了当时世界上的森林。
另一个有说服力的证据来自2012年西班牙科学家对上百个现生及消失的灵长类的比较研究。在关于灵长类的食性和生态学方面的比较研究中，他们发现，帮助开花植物是灵长类动物成功的秘笈，特别是灵长类的食物方式：它们吃植物果实，然后将植物的种子四处播撒，使得这些植物非但没有灭绝，反而大量繁殖，甚至衍生出了新种。
不过，也有科学家提出，是昆虫而不是花朵驱使早期灵长类发生了进化。在学术界，两种理论各执一词，旗鼓相当。科学家们纷纷表示，后者让人感觉相当完美，但前者也令人无懈可击。这就需要进一步找出强有力的证据。然而，鲜有证据能经受住所有的质疑。现有的灵长类化石记录的都是5500万年前的灵长类，它们的体形大小不一，有的小似老鼠，有的大如家猫，更像现代的懒猴或狐猴。它们都以昆虫和果实为食。
灵长类化石记录中的“缺失环节”20年前，密西根大学从怀俄明大角盆地收集了一些含有化石的巨大石灰岩，并带回到了密西根大学博物馆。这个被包裹在石灰岩中的化石到底是什么呢？化石的缝隙被沙石塞满了，研究人员得用硫酸将沙石去掉。工作在一天天推进。“会是个头骨吗？”研究人员产生了这样的猜测。要知道，发现哺乳动物头骨化石的机会是多么的稀少。
几天后，头骨形状渐渐凸显出来了。真的是一具哺乳动物头骨化石。这块化石中记录的事件非同一般——的确，这块化石后来被认为是灵长类化石记录中的一个很重要的“缺失环节”：某个结合了原始和现代灵长类特征的化石标本！这是一块窃果猴的化石，窃果猴是一种远古树栖动物，拖着一根长尾巴，与老鼠差不多大小。窃果猴长有呈锯齿状的巨大前臼齿，看来主要用于锯开富含纤维的果实和坚果。
根据窃果猴化石，有灵长类学家指出，我们的灵长类祖先因为需要在细枝上攀爬，寻找果实、花朵和昆虫，首先进化出了用于攀爬的“手”和“脚”。接着，为了寻找更多昆虫，它们又进化出了能聚焦的眼睛。但也有科学家提出，所有动物包括掠食者，发生眼睛前视进化是为了帮助动物看清周围到处是枝叶的环境。我们的灵长类祖先也是这样——前视的眼睛使它们能够用X光般的视觉将生活其中的森林看得更加清楚。
如果这种理论正确的话，那么，动物视线重叠的程度主要取决于两点：它们的体形大小和它们是否生活在充满树叶的环境中。通过对319种不同动物的研究，确实表明生活在森林中的动物，它们的体形和视觉重叠之间互相联系，但在规整的环境中并非如此。所以，一旦灵长类动物被带到树林里，一个相对较大的灵长类祖先会进化出前视的眼睛，以便在森林的树冠中看得更清楚。
原文发表于 New Scientist 2013年4月刊
编译：钱亚民
来源：中国科学院昆明动物研究所