象鼻子是怎样变长长长长长长的?的头图

象鼻子是怎样变长长长长长长的?

2017-08-11  |  蝌蚪五线谱 原创 收藏(49)  | 

自2012年起,为呼吁保护大象,提高人们对大象生存环境的重视,动保组织将每年的8月12日定为“世界大象日”。

大象是我们在电视或动物园中经常能看到的动物,其最显著的外在特征莫过于庞大的体型,长长的鼻子和牙齿,以及蒲扇般的大耳朵。特别是那条长长的象鼻,不仅可以左右摇摆,还能轻松地弯曲卷起东西,简直如人手般灵活。大象为何会进化出如此特殊的鼻子?它们的身上还隐藏着怎样的秘密?让我们在这个大象的节日里来一探究竟。

长鼻子的作用

大象是哺乳纲长鼻目下的唯一物种,现存1科2属3种。1科即象科;2属则为非洲象属和亚洲象属;所有生活在亚洲的大象都被归于亚洲象种,生活在非洲的则分为草原象和森林象两种。所有大象都有一个共同的特点:一条几乎垂到地面的鼻子。

这样的长鼻子除了让大象显得与众不同外,自然也有很多实际的用途。由于体重较大,大象不能像小型动物那样灵活地低头喝水,此时就需要用长长的鼻子先将水吸进鼻孔,然后再把鼻子前端伸进嘴里喝水。

大象是如何喝水的?

大象喝水(网络图)

虽然由于自身的力量太大,大象在用鼻子往嘴里送水的过程中,不免连同一些脏东西一并入口——电影《疯狂动物城》里,大象用鼻子挖冰淇淋被认为不卫生还是有道理的——但这对于一只健康的大象完全没任何影响。当需要吃较高地方的树叶或贴着地面的草时,象鼻则可以像人手般灵活地抓握起食物送入口中。当有蚊蝇落在身上时,象鼻又可以起到苍蝇拍的作用。必要时,成年大象还可以用鼻子驱赶其他动物,保护幼崽的安全。

除了吸水、取食、防御这些常见的作用,大象的鼻子还可以当扩音器来使用。大象的鼻腔里面没有骨头,是由毛发、皮肤、肌肉、脂肪、血液、淋巴管、连接组织以及神经组织构成。脑部三叉神经的三个分支之一的上颌骨分支,穿过眶下管进入到鼻腔中,通过连接组织与这里的面部神经分支连在一起,并一直延伸到鼻尖部位。因此,大象的鼻尖异常敏感,具有可以探测到微弱声响和振动的神经末梢。实验发现,大象可以用5-24HZ的低频次声波来进行交流,在这一过程中,鼻尖就起到了扩音器的作用,大象会通过不断伸缩鼻孔来接收这些低频信息。

显然,长鼻子给大象的生活带来了诸多的便利。但正如罗马不是一天建成的一样,大象的鼻子变成这样也不是一朝一夕的事情。

从无到有,从短到长的鼻子

最新研究发现,大象最早的祖先出现在大约5800万年前,古新世晚期的摩洛哥,名为曙象。根据出土的部分化石推算,曙象体长50—60厘米,体重不超过5公斤,大小和兔子差不多。曙象虽然在体型上和大象大相径庭,也没有长鼻子,但牙齿特征却和大象近似,因此被认为是长鼻类动物最早的祖先。

此后,曙象的后代体型不断变大,逐渐长出长长的獠牙,头骨和下颌骨也随之增长,过大的头部重量和獠牙使得大象无论是吃高处的食物,还是低头喝水都很费劲。出于生存需要,大象鼻子开始变长,逐渐进化出中等长度的鼻子。到了大约3000万年前的渐新世时期,一类名为古乳齿象的动物出现了,从化石资料上看,它们是第一种真正拥有长鼻的大象。

古乳齿象(图片来源于维基百科)

鼻子的增长方便了大象的取食,但较长的下巴在进食的时候却比较碍事,而且很容易折断,因此,古乳齿象的后代又有了进一步的变化,它们的下巴逐渐变短,象鼻则越来越长。在大约700万年前时有了现代大象的模样,也就是生物学上所说的真象类。总体来讲,大象的鼻子是经历了从无到有,从短到长的进化过程。

变化多多的象牙

除了象鼻,大象另一个显著的外在特征长牙,在进化过程也经历了不少变化。出现在始新世早期的磷灰象,体重只有不到20公斤,外貌看上去跟矮河马差不多,但上下颌的第二颗门齿已经有向嘴巴外延长的趋势。

图片来自《灭绝的哺乳动物图鉴》

时间来到渐新世,此时出现的古乳齿象上下颌的第二门齿进一步变长,已完全延伸到了嘴巴之外,其中上门齿向前下方生长,初具现代大象獠牙的样子,下门齿则水平生长。

在此后的中新世,嵌齿象、铲齿象等上下颌都长獠牙的大象在世界各地广泛出现,由此也引发了长鼻目的第二次演化辐射。

到了中新世和上新世交替时,随着草原面积越来越大,大象的主要食物也从树叶变成了草。此时,下颌的两颗獠牙就有些碍事了。为了适应新环境,一些大象的下獠牙开始退化,直到从外面完全看不见,下颌也开始变短,它们就是演化出了猛犸象以及非洲象、亚洲象等现代大象的真象类动物。

拥有长鼻和长牙的猛犸象(图片来源于维基百科)

历史上那些奇葩的象牙

除了我们现在见到的上颌骨长出两颗獠牙的大象外,历史上还曾出现过上下颌都长獠牙的种类,这多出来的两颗下獠牙又有什么作用呢?

以嵌齿象科中比较特殊的铲齿象为例,它们的下獠牙比上獠牙还要长,与长长的下颌连在一起,与地面几乎是平行的,又扁又平,看上去就像一把特大号的铲子(这也是铲齿象得名的原因)。

这把铲子有什么用呢?早期古生物学家曾认为铲齿象生活在水中,经常用铲子一样的下颌跟獠牙铲起水草食用,但是后来通过对铲齿象下颌及牙齿化石的进一步研究发现,它们的主要食物是枝叶,多长出的两颗獠牙与延长的下颌也不是当铲子用,而是跟象鼻配合折断树枝。

铲齿象(图片来源于维基百科)

除了铲齿象,还有一种史前大象也很奇葩——只长了两颗长长的下牙,这就是恐象。

恐象生活在中新世到更新世的亚欧非地区,最大个体可达12吨,体长接近8米,拥有一对短短的下獠牙,只不过这对獠牙不是向前生长,而是如钩子般朝地面弯曲。

恐象(图片来源于维基百科)

这种又短又弯曲,还朝下生长的象牙究竟是干什么的呢?科学家根据恐象象牙的磨损程度,以及现代非洲象的一些生活习惯给出了推测:恐象用獠牙拨开树皮,扯下嫩叶来食用。由于树皮比较坚硬,过长的象牙反倒容易折断,所以恐象就演化出了这种相对短小而结实的象牙。

被迫“消失”的象牙

虽然象牙可以用来挖掘食物和水,还能当武器自卫,但科学家最近几年却发现一个很诧异的现象:很多非洲象的象牙都已经消失了,这突然的变化究竟是怎么出现的呢?

要知道,原本非洲象大多都长着长长的象牙,雄性略长,雌性略短,只有很少一部分母象因为基因缺陷而不长象牙。但是近百年来随着人类活动的频繁,非洲大陆不再像以前那样是野生动物生存的伊甸园了,一些不法分子为了获取暴利,开始把目光瞄准了象牙,越是长而粗大的象牙就越值钱。这样一来,那些长着长长象牙的大象就首当其冲的成了被猎杀的对象。除了盗猎分子,非洲很多国家连年的战乱也给大象带来了厄运,一些军队为了维持军费开销,购买到更好的武器,也开始猎杀非洲象,用它们的长牙去换钱。那些不长牙或象牙较短的个体则幸运逃过一劫,它们的基因得以延续,也就有了更多不长牙的大象。研究发现,越是曾经猎杀大象严重的地区,如今不长牙的大象数量就越多。例如,在上世纪70年代到90年代的莫桑比克,有90%的大象在内战中被屠杀,现在种群数量恢复后,这里有98%的母象都没有象牙,它们所产下的雄性后代,象牙也比以前短了不少。

由此可见,是由于人类的猎杀导致大批拥有长牙的大象死亡,只剩下那些不长牙或牙很短大象来繁育后代,才造成了非洲象象牙的“消失”。失去象牙对大象的影响主要有三点:其一、在河水干涸的时候无法挖开地表饮用地下水;其二、食物短缺时无法把树皮剥下来充饥;其三、对食肉动物的威慑力严重下降。

没有象牙的非洲象(图片来源见水印)

综上所述,缺少象牙对大象的生活还是会造成不小影响的。因此,保护大象,不让大象已经演化了数千万年的长牙,因人类的原因而退化就显得更为重要了,毕竟保护了有长牙的大象,也就等于保证了大象的生活质量。同时,我们也有义务让大象这一物种完好地保存下来,让我们的子孙后代一睹它们的风采。

参考资料:

《灭绝的哺乳动物图鉴》

《博物》杂志

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