剑齿虎是如何获得长长的上犬齿的
在一项开创性研究中，由列日大学科学家领导的国际团队调查了剑齿发育背后的进化模式，并在此过程中取得了一些意想不到的成果。这项研究丰富了我们对地球过去的了解，同时也记录了导致进化趋同的机制。
剑齿，即标志性的细长上犬齿，长期以来一直让科学家和公众着迷，尤其是因为它们在化石记录中出现过几次，包括两种特别著名的剑齿虎谱系：猫科动物(我们的家猫、狮子、老虎等的家族)和猎豹科(完全灭绝的家族)。然而，这些谱系获得细长上犬齿的过程仍不太清楚。
这项研究的主要作者纳里曼·查塔尔 (Narimane Chatar)在列日大学EDDy 实验室完成了博士学位，现在是美国加州大学伯克利分校的博士后研究员，她领导了一项雄心勃勃的研究，旨在揭开剑齿进化的秘密。该团队使用最先进的 3D 扫描仪和分析方法，精心收集和分析了来自多种现存和灭绝物种的数据。“我们量化了来自不同时代和大陆的 99 个下颌骨和 91 个头骨的形状，让我们更好地了解这些动物的进化，”查塔尔博士解释说。“揭开剑齿进化的秘密不仅丰富了我们对地球过去的理解，而且还记录了导致进化趋同的机制， ”列日大学 EDDyLab 主任瓦伦丁·菲舍尔 (Valentin Fischer) 教授说。
这项研究揭示了一些令人惊讶的结果。首先，它并没有对比上犬齿长和牙齿短的两种截然不同的颅骨形态，而是将当今最小的猫科动物与已灭绝的剑齿猫科动物联系起来，形成了一种连续的形式。“从形态学的角度来看，当今小型猫科动物的头骨与大型剑齿猫科动物的头骨一样奇怪和变异，”法属圭亚那大学卡宴分校的研究员 Margot Michaud 博士说。因此，这是猫科动物捕食者在地质时期内进化形成的连续形式的两个极端。“我们的研究表明，我们经常认为教科书中的进化模式例子实际上是为了教育目的而简化的。然而，当我们沉浸在统计分析中时，我们发现这些情况下的情况要复杂得多，正如我们的收敛测试结果所表明的那样，”罗马大学博士后研究员 Davide Tamagnini 解释说。
第二个惊喜与剑齿虎物种的进化路径有关。事实上，该团队的研究显示，剑齿虎物种在进化史的初期表现出比犬齿较短的物种更快的形态进化速度。“在其他令人着迷的发现中，我们已经发现剑齿虎物种的颅颌骨整合减少，从而促进了颌骨和颅骨形态的适应性和多样性，” Margot Michaud 指出。因此，快速的形态多样化和相当可塑的头骨已被确定为促进猫科动物和猎鹰出现细长上犬齿的两个关键因素。“因此，似乎存在一种进化成剑齿虎类捕食者的共同配方，”Chatar 博士说。
最后，该团队的研究强调了剑齿类动物的衰落以及猫科动物捕食者在其进化历史中的更广泛趋势。尽管剑齿类动物灭绝的时间相对较短，&luo;仅&ruo;几千年前，但猫科动物捕食者实际上自中新世(距今 2300 万至 500 万年前)以来一直在衰落。“其中一些猫科动物捕食者，尤其是剑齿类动物，迅速占据了相当专业的生态位，这使它们更容易灭绝”，塔马格尼尼博士解释说。这种现象被称为“棘轮”或宏观进化棘轮，被认为是某些群体衰落的潜在驱动因素，在这些群体中，进化有利于早期普遍形式的消失，导致在该谱系历史的后期出现更专业但也更脆弱的形式。
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