本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
当然,您会对西猯很熟悉。它们是猪形的、毛茸茸的有蹄类动物,是北美洲南部、中美洲和南美洲的特有物种。化石表明,该类群的成员也曾遍布旧大陆。传统上公认现存三个物种(领西猯 Pecari tajacu、白唇西猯 Tayassu pecari 和查科西猯 Catagonus wagneri),但第四个物种(巨西猯 P. maximus)于 2007 年被命名(van Roosmalen et al. 2007),并且仍然是争论的话题。早在 2006 年,我就在 Tet Zoo ver 1 上写了相当多的关于西猯的文章,并且由于时间和精力等原因,我在这里重复使用了一些文本。您在下面读到的内容自那时以来没有更新过(换句话说,大约是五年前的),所以请记住这一点。
像猪一样,西猯使用专门的鼻盘在土壤中拱土。鼻盘本身是一种不寻常的新奇事物,与其他偶蹄类动物相比,它的口鼻部成比例地加长,并且项肌(有助于支撑头部)肥大,附着区域也扩大。西猯和猪之间一个有趣的差异是,操作鼻盘的肌肉起源于颅骨上略有不同的点。
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成年西猯的所有颅骨缝合线都完全闭合,事实上,即使是幼年西猯也表现出某些通常在幼年哺乳动物中开放的缝合线的闭合。这显然排除了任何形式的颅骨运动的可能性。由 Katherine Rafferty 和 Susan Herring 领导的研究团队一直在研究猪颅骨中的应变模式。他们发现 - 在牙齿咬合期间 - 口鼻骨变形并在其缝合线处略微分开(Rafferty et al. 2003)。我猜测这与西猯中观察到的缝合线融合有关(也许西猯进化出一种新的解决方案来应对牙齿咬合过程中产生的应变),但我不知道这个领域是否已被研究过。这肯定与我们稍后要讨论的内容有关。
自磨、垂直植入、互锁的犬齿
西猯以拥有又大又吓人的犬齿而闻名,它们与猪的不同之处在于上下犬齿都用于咬合。西猯与猪的另一个不同之处在于,它们的上下犬齿都是垂直植入的:在猪中,每颗上犬齿都从上颌骨前外侧伸出,然后向背侧弯曲。在所有有胎盘的哺乳动物中,下犬齿都“先于”上犬齿咬合(树懒似乎是一个例外,几乎可以肯定是因为它们的一对犬齿实际上并不由真正的犬齿组成)。在西猯中,下犬齿后表面几乎完全没有牙釉质,这意味着当这些牙齿与上犬齿的釉质前表面摩擦时,它们会不断磨尖。由于上下犬齿紧密互锁,当颌骨闭合时,西猯几乎无法左右移动下颌。特殊的粘膜囊袋,以颌骨上称为犬齿支撑的凸起为界,在颌骨闭合时容纳下犬齿(Herring 1972)。
犬齿的紧密互锁阻止了完全咬合期间的颌骨运动,但还有更多:颌关节周围的骨性止动进一步阻止了颌骨闭合时颌骨的前后运动。因此,颌骨只能以简单的铰链式排列方式打开和关闭。Herring(1972,第 502 页)认为“这种作用可能有助于引导下犬齿进入其正确的咬合关系,从而防止软组织损伤”。
但犬齿互锁的确切原因是什么?受 Herring 研究的启发,Kiltie(1981)详细研究了西猯的牙齿,并注意到牙齿形态与包括非常坚硬的坚果和种子的饮食之间存在相关性。Kiltie 并没有提出犬齿被用来打开食物,而是提出 - 就像颌关节周围的骨性止动一样 - 它们的互锁有助于防止在磨牙施加巨大力时关节脱位。西猯牙齿的其他几个特征似乎支持西猯专门用于打开坚如磐石的物体的观点,行为研究也是如此。我想知道是否有人测量过西猯的咬合力:就咬合力而言,这些物种并非完全相同,因为白唇西猯的咬合力似乎比领西猯大 1.3 倍左右(Kiltie 1982),因此可以处理更硬的食物。无论如何,这更有理由不要把手伸进西猯的嘴里。
如果 Kiltie 关于犬齿的支撑功能的说法是正确的,这将解释为什么 - 与许多其他将犬齿用作攻击性武器的哺乳动物不同 - 西猯的犬齿大小没有性别二态性。它们的体型和头部形状也没有二态性。但这并不是全部情况,因为化石西猯通常是二态性的,许多形式表现出犬齿大小的显着(即,明显的双峰)差异(Wright 1998)。事实上,几乎奇怪的是,现存物种的化石种群表现出犬齿大小的性别二态性,这意味着现存种群在某种程度上失去了二态性。
所以这是怎么回事?我们不知道为什么该类群失去了性别二态性(避免生态位重叠的需求减少,可能是由于同期巨型动物的多样性下降?),但与相关类群的比较以及对西猯化石记录的检查表明,犬齿大小的性别二态性对于该类群来说是原始的:也就是说,这是它们从祖先那里继承下来的条件。因此,将犬齿用作支撑结构看起来可能是一种外适应:一组以前用于其他用途的结构的新用途。
有关西猯、猪及其近亲(猪形亚目)以及传统上被认为是猪形亚目的类似偶蹄类动物的先前 Tet Zoo 文章,请参阅...
Tet Zoo每日图片# 23 (Daeodon)
参考文献 - -
Herring, S. (1972)。犬齿形态在猪和西猯进化分歧中的作用。《哺乳动物学杂志》,53 (3), 500-512 DOI: 10.2307/1379040
Kiltie, R. A. 1981。雨林西猯(西猯科)中互锁犬齿的功能。《哺乳动物学杂志》62, 459-469。
- . 1982。咬合力作为雨林西猯(Tayassu tajacu 和 T. pecari)之间生态位分化的基础。Biotropica14, 188-195。
Rafferty, K. L., Herring, S. W. & Marshall, C. D. 2003。吻部的生物力学和面部缝合线的作用。《形态学杂志》257, 33-44。
van Roosmalen, M. G. M., Frenz, L., van Hooft, P. de Iongh, H. H. & Leirs, H. 2007。来自巴西亚马逊河的新种活西猯(哺乳纲:西猯科)。《波恩动物学 Beiträge》55, 105-112。
Wright, D. B. 1998。西猯科。在 Janis, C. M., Scott, K. M. & Jacobs, L. L. (编) 北美洲第三纪哺乳动物的演化。第一卷:陆生食肉动物、有蹄类动物和类有蹄类哺乳动物。剑桥大学出版社,第 389-401 页。