原標題:象鼻子是怎樣變長長長長長長的? 大象是如何喝水的?
自2012年起,為呼吁保護大象,提高人們對大象生存環(huán)境的重視,動保組織將每年的8月12日定為“世界大象日”。
大象是我們在電視或動物園中經(jīng)常能看到的動物,其最顯著的外在特征莫過于龐大的體型,長長的鼻子和牙齒,以及蒲扇般的大耳朵。特別是那條長長的象鼻,不僅可以左右搖擺,還能輕松地彎曲卷起東西,簡直如人手般靈活。大象為何會進化出如此特殊的鼻子?它們的身上還隱藏著怎樣的秘密?讓我們在這個大象的節(jié)日里來一探究竟。
長鼻子的作用
大象是哺乳綱長鼻目下的 物種,現(xiàn)存1科2屬3種。1科即象科;2屬則為非洲象屬和亞洲象屬;所有生活在亞洲的大象都被歸于亞洲象種,生活在非洲的則分為草原象和森林象兩種。所有大象都有一個共同的特點:一條幾乎垂到地面的鼻子。
這樣的長鼻子除了讓大象顯得與眾不同外,自然也有很多實際的用途。由于體重較大,大象不能像小型動物那樣靈活地低頭喝水,此時就需要用長長的鼻子先將水吸進鼻孔,然后再把鼻子前端伸進嘴里喝水。
大象是如何喝水的?
大象喝水(網(wǎng)絡圖)
雖然由于自身的力量太大,大象在用鼻子往嘴里送水的過程中,不免連同一些臟東西一并入口——電影《瘋狂動物城》里,大象用鼻子挖冰淇淋被認為不衛(wèi)生還是有道理的——但這對于一只健康的大象完全沒任何影響。當需要吃較高地方的樹葉或貼著地面的草時,象鼻則可以像人手般靈活地抓握起食物送入口中。當有蚊蠅落在身上時,象鼻又可以起到蒼蠅拍的作用。必要時,成年大象還可以用鼻子驅(qū)趕其他動物,保護幼崽的安全。
除了吸水、取食、防御這些常見的作用,大象的鼻子還可以當擴音器來使用。大象的鼻腔里面沒有骨頭,是由毛發(fā)、皮膚、肌肉、脂肪、血液、淋巴管、連接組織以及神經(jīng)組織構(gòu)成。腦部三叉神經(jīng)的三個分支之一的上頜骨分支,穿過眶下管進入到鼻腔中,通過連接組織與這里的面部神經(jīng)分支連在一起,并一直延伸到鼻尖部位。因此,大象的鼻尖異常敏感,具有可以探測到微弱聲響和振動的神經(jīng)末梢。實驗發(fā)現(xiàn),大象可以用5-24HZ的低頻次聲波來進行交流,在這一過程中,鼻尖就起到了擴音器的作用,大象會通過不斷伸縮鼻孔來接收這些低頻信息。
顯然,長鼻子給大象的生活帶來了諸多的便利。但正如羅馬不是一天建成的一樣,大象的鼻子變成這樣也不是一朝一夕的事情。
從無到有,從短到長的鼻子
研究發(fā)現(xiàn),大象最早的祖先出現(xiàn)在大約5800萬年前,古新世晚期的摩洛哥,名為曙象。根據(jù)出土的部分化石推算,曙象體長50—60厘米,體重不超過5公斤,大小和兔子差不多。曙象雖然在體型上和大象大相徑庭,也沒有長鼻子,但牙齒特征卻和大象近似,因此被認為是長鼻類動物最早的祖先。
此后,曙象的后代體型不斷變大,逐漸長出長長的獠牙,頭骨和下頜骨也隨之增長,過大的頭部重量和獠牙使得大象無論是吃高處的食物,還是低頭喝水都很費勁。出于生存需要,大象鼻子開始變長,逐漸進化出中等長度的鼻子。到了大約3000萬年前的漸新世時期,一類名為古乳齒象的動物出現(xiàn)了,從化石資料上看,它們是第一種真正擁有長鼻的大象。
古乳齒象(圖片來源于維基百科)
鼻子的增長方便了大象的取食,但較長的下巴在進食的時候卻比較礙事,而且很容易折斷,因此,古乳齒象的后代又有了進一步的變化,它們的下巴逐漸變短,象鼻則越來越長。在大約700萬年前時有了現(xiàn)代大象的模樣,也就是生物學上所說的真象類?傮w來講,大象的鼻子是經(jīng)歷了從無到有,從短到長的進化過程。
變化多多的象牙
除了象鼻,大象另一個顯著的外在特征長牙,在進化過程也經(jīng)歷了不少變化。出現(xiàn)在始新世早期的磷灰象,體重只有不到20公斤,外貌看上去跟矮河馬差不多,但上下頜的第二顆門齒已經(jīng)有向嘴巴外延長的趨勢。
圖片來自《滅絕的哺乳動物圖鑒》
時間來到漸新世,此時出現(xiàn)的古乳齒象上下頜的第二門齒進一步變長,已完全延伸到了嘴巴之外,其中上門齒向前下方生長,初具現(xiàn)代大象獠牙的樣子,下門齒則水平生長。
在此后的中新世,嵌齒象、鏟齒象等上下頜都長獠牙的大象在世界各地廣泛出現(xiàn),由此也引發(fā)了長鼻目的第二次演化輻射。
到了中新世和上新世交替時,隨著草原面積越來越大,大象的主要食物也從樹葉變成了草。此時,下頜的兩顆獠牙就有些礙事了。為了適應新環(huán)境,一些大象的下獠牙開始退化,直到從外面完全看不見,下頜也開始變短,它們就是演化出了猛犸象以及非洲象、亞洲象等現(xiàn)代大象的真象類動物。
擁有長鼻和長牙的猛犸象(圖片來源于維基百科)
歷史上那些奇葩的象牙
除了我們現(xiàn)在見到的上頜骨長出兩顆獠牙的大象外,歷史上還曾出現(xiàn)過上下頜都長獠牙的種類,這多出來的兩顆下獠牙又有什么作用呢?
以嵌齒象科中比較特殊的鏟齒象為例,它們的下獠牙比上獠牙還要長,與長長的下頜連在一起,與地面幾乎是平行的,又扁又平,看上去就像一把特大號的鏟子(這也是鏟齒象得名的原因)。
這把鏟子有什么用呢?早期古生物學家曾認為鏟齒象生活在水中,經(jīng)常用鏟子一樣的下頜跟獠牙鏟起水草食用,但是后來通過對鏟齒象下頜及牙齒化石的進一步研究發(fā)現(xiàn),它們的主要食物是枝葉,多長出的兩顆獠牙與延長的下頜也不是當鏟子用,而是跟象鼻配合折斷樹枝。
鏟齒象(圖片來源于維基百科)
除了鏟齒象,還有一種史前大象也很奇葩——只長了兩顆長長的下牙,這就是恐象。
恐象生活在中新世到更新世的亞歐非地區(qū),最大個體可達12噸,體長接近8米,擁有一對短短的下獠牙,只不過這對獠牙不是向前生長,而是如鉤子般朝地面彎曲。
恐象(圖片來源于維基百科)
這種又短又彎曲,還朝下生長的象牙究竟是干什么的呢?科學家根據(jù)恐象象牙的磨損程度,以及現(xiàn)代非洲象的一些生活習慣給出了推測:恐象用獠牙撥開樹皮,扯下嫩葉來食用。由于樹皮比較堅硬,過長的象牙反倒容易折斷,所以恐象就演化出了這種相對短小而結(jié)實的象牙。
被迫“消失”的象牙
雖然象牙可以用來挖掘食物和水,還能當武器自衛(wèi),但科學家最近幾年卻發(fā)現(xiàn)一個很詫異的現(xiàn)象:很多非洲象的象牙都已經(jīng)消失了,這突然的變化究竟是怎么出現(xiàn)的呢?
要知道,原本非洲象大多都長著長長的象牙,雄性略長,雌性略短,只有很少一部分母象因為基因缺陷而不長象牙。但是近百年來隨著人類活動的頻繁,非洲大陸不再像以前那樣是野生動物生存的伊甸園了,一些不法分子為了獲取暴利,開始把目光瞄準了象牙,越是長而粗大的象牙就越值錢。這樣一來,那些長著長長象牙的大象就首當其沖的成了被獵殺的對象。除了盜獵分子,非洲很多國家連年的戰(zhàn)亂也給大象帶來了厄運,一些軍隊為了維持軍費開銷,購買到更好的武器,也開始獵殺非洲象,用它們的長牙去換錢。那些不長牙或象牙較短的個體則幸運逃過一劫,它們的基因得以延續(xù),也就有了更多不長牙的大象。研究發(fā)現(xiàn),越是曾經(jīng)獵殺大象嚴重的地區(qū),如今不長牙的大象數(shù)量就越多。例如,在上世紀70年代到90年代的莫桑比克,有90%的大象在內(nèi)戰(zhàn)中被屠殺,現(xiàn)在種群數(shù)量恢復后,這里有98%的母象都沒有象牙,它們所產(chǎn)下的雄性后代,象牙也比以前短了不少。
由此可見,是由于人類的獵殺導致大批擁有長牙的大象死亡,只剩下那些不長牙或牙很短大象來繁育后代,才造成了非洲象象牙的“消失”。失去象牙對大象的影響主要有三點:其一、在河水干涸的時候無法挖開地表飲用地下水;其二、食物短缺時無法把樹皮剝下來充饑;其三、對食肉動物的威懾力嚴重下降。
沒有象牙的非洲象(圖片來源見水印)
綜上所述,缺少象牙對大象的生活還是會造成不小影響的。因此,保護大象,不讓大象已經(jīng)演化了數(shù)千萬年的長牙,因人類的原因而退化就顯得更為重要了,畢竟保護了有長牙的大象,也就等于保證了大象的生活質(zhì)量。同時,我們也有義務讓大象這一物種完好地保存下來,讓我們的子孫后代一睹它們的風采。
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