有袋剑齿虎thylacosmilus是如何看待它的世界的
一项新的研究调查了一种已灭绝的肉食性有袋类动物的近亲，它们的犬齿如此之大，以至于它们延伸到头骨的顶部，尽管它们的眼睛很宽，但它如何像牛或马一样有效地捕猎。食肉动物的头骨通常有朝前的眼窝或眼眶，这有助于实现立体 (3D) 视觉，这是一种在猛扑前判断猎物位置的有用适应。来自自然历史博物馆和阿根廷门多萨 Instituto Argentino de Nivología, Glaciología, y Ciencias Ambientales 的科学家研究了“有袋剑齿虎” Thylacosmilus atrox是否完全可以看到 3D 图像。他们的研究结果发表在今天的通讯生物学杂志上。
通常被称为“有袋类(或后兽类)剑齿虎”，因为它非常大的上犬齿让人想起在北美进化的更着名的胎盘剑齿虎，Thylacosmilus生活在南美洲，直到大约 300 万年前灭绝。它是 Sparassodonta 的成员，这是一群与现存有袋动物有亲缘关系的高度食肉哺乳动物。尽管 sparassodont 物种在大小上有很大差异——Thylacosmilus可能重达 100 公斤(220 磅)——但大多数都像猫和狗这样的胎盘食肉动物，眼睛朝前，并且可能具有完整的 3D 视觉。相比之下，Thylacosmilus的轨道，一种假设的超级食肉动物——一种饮食估计至少包含 70% 肉类的动物——的位置类似于有蹄类动物，其眼眶主要面向侧面。在这种情况下，视野没有充分重叠，大脑无法将它们整合到 3D 中。为什么超级食肉动物会进化出如此奇特的适应能力?来自阿根廷和的一组研究人员着手寻找解释。
“如果不首先面对那些巨大的犬科动物，你就无法理解Thylacosmilus的颅骨组织，”主要作者、博士 Charlène Gaillard 说。Instituto Argentino de Nivología, Glaciología, y Ciencias Ambientales (INAGLIA) 的学生。“它们不仅大;它们一直在生长，以至于犬齿的根部一直延伸到它们的头骨顶部。这产生了后果，其中之一是面部前面通常食肉动物位置的眼眶没有可用空间。”
Gaillard 使用 CT 扫描和 3D 虚拟重建来评估许多化石和现代哺乳动物的轨道组织。她能够确定Thylacosmilus的视觉系统与其他食肉动物或其他哺乳动物的视觉系统相比如何。尽管一些现代食肉动物的轨道收敛度较低，但袋鼠在这方面表现得非常极端：它的轨道收敛值低至 35 度，而猫等典型捕食者的轨道收敛度约为 65 度。
然而，良好的立体视觉也依赖于正面的程度，这是衡量眼球在眼眶内的位置。“ Thylacosmilus能够通过稍微伸出眼眶并将它们几乎垂直地定向来补偿它的眼睛在头部的一侧，以尽可能增加视野重叠，”共同作者 Analia M. Forasiepi 说，也在INAGLIA 和阿根廷科学与研究机构 CONICET 的研究员。“尽管它的轨道不利于 3D 视觉，但它可以实现大约 70% 的视野重叠——显然，这足以使其成为一个成功的活跃捕食者。”
“补偿似乎是了解Thylacosmilus头骨如何组合在一起的关键，”研究合著者、自然历史博物馆高级馆长 Ross DE MacPhee 说。“实际上，犬齿在早期颅骨发育过程中的生长模式会使眼眶远离面部前方，产生我们在成人头骨中看到的结果。Thylacosmilus轨道的奇怪方向实际上代表了头盖骨的主要功能(支撑和保护大脑和感觉器官)与该物种独有的附带功能之间的形态学妥协，该功能为巨大犬齿的发育。”
眼眶的横向位移并不是Thylacosmilus在保留其他功能的同时适应犬齿的唯一颅骨改变。将眼睛放在头骨的一侧会使它们靠近颞部咀嚼肌，这可能会导致进食时变形。为了控制这一点，包括灵长类动物在内的一些哺乳动物已经进化出一种骨骼结构，可以从侧面封闭眼窝。Thylacosmilus做了同样的事情——不相关物种之间趋同的另一个例子。
这就留下了最后一个问题：开发需要重新设计整个头骨的巨大且不断生长的牙齿会达到什么目的?
“它可能以某种未知的方式使捕食变得更容易，”盖拉德说，“但是，如果是这样，为什么其他蛇齿兽——或者就此而言，任何其他哺乳动物食肉动物——没有共同发展出相同的适应性?Thylacosmilus的犬齿不会像啮齿动物的门齿那样磨损。相反，它们似乎只是在根部继续生长，最终几乎延伸到头骨的后部。”
Forasiepi 强调了这一点，他说：“在进化生物学中寻找明确的适应性解释很有趣，但基本上是徒劳的。有一件事是明确的：袋鼠不是自然界的怪胎，但在它的时间和地点，它成功地作为伏击捕食者生存下来，这显然是相当令人钦佩的。我们可能会认为它是一种异常，因为它不符合我们对哺乳动物食肉动物应该是什么样子的先入为主的分类，但进化制定了自己的规则。”
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