▲視頻中部分內(nèi)容由AI生成

提到馬，我們腦海里都是健碩的身軀、修長(zhǎng)的四肢，以及一個(gè)輪廓分明的鼻子，可在數(shù)百萬年前的東亞草原上，卻生活著一種長(zhǎng)著“大鼻子”的馬——長(zhǎng)鼻三趾馬。

近日，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)鼻三趾馬的“長(zhǎng)鼻”不但是其在草原上奔跑生存的“奪冠神器”，還藏著青藏高原隆升與生物演化的重要秘密。

01

長(zhǎng)鼻子的“身份”之謎

長(zhǎng)鼻三趾馬的化石首次在河南澠池的早更新世地層中被發(fā)現(xiàn)，它的鼻骨形態(tài)格外特別，與其他馬科動(dòng)物截然不同，反倒與現(xiàn)代東南亞的馬來貘頗為相似。也正因這份“撞臉”，科學(xué)家最初給它建立了新屬，命名為長(zhǎng)鼻三趾馬，還想當(dāng)然認(rèn)為它與貘一樣，生活在水邊、以樹葉為食，是近水區(qū)域的居民。

▲原始長(zhǎng)鼻三趾馬（上）和現(xiàn)生馬來貘的頭骨（下）

長(zhǎng)鼻三趾馬的真實(shí)身份，是開闊草原上的典型食草者。它的鼻子和貘的長(zhǎng)鼻有著本質(zhì)區(qū)別?，F(xiàn)生動(dòng)物中兩種“大鼻子”存在顯著差異：一種是以大象、馬來貘為代表的真長(zhǎng)鼻，有靈活的管狀延伸體，核心功能是抓取食物；另一種則是隆鼻，沒有取食功能，高鼻羚羊、駝鹿都是這類“大鼻子”的擁有者。長(zhǎng)鼻三趾馬的大鼻子也屬于隆鼻。

為了找到準(zhǔn)確答案，古脊椎所的科研人員對(duì)長(zhǎng)鼻三趾馬化石進(jìn)行了穩(wěn)定同位素分析，結(jié)果十分明確：它的碳同位素值落在典型的C3草本植物攝食區(qū)間，這就像一份“食物鑒定報(bào)告”，確鑿證明長(zhǎng)鼻三趾馬是靠吃草本植物生存的，生態(tài)位就在開闊的草原環(huán)境。

02

生存與奔跑

長(zhǎng)鼻三趾馬的鼻子不是取食工具，那這個(gè)隆鼻到底有什么用？

通過與現(xiàn)生草原動(dòng)物高鼻羚羊的隆鼻做功能形態(tài)學(xué)對(duì)比，科學(xué)家終于揭開了長(zhǎng)鼻三趾馬大鼻子的奧秘，其核心作用在于適應(yīng)草原的生存與奔跑需求。

▲長(zhǎng)鼻三趾馬奔跑于開闊環(huán)境的生態(tài)復(fù)原

草原環(huán)境多變，冬冷夏熱還多風(fēng)沙，隆鼻就是長(zhǎng)鼻三趾馬的“環(huán)境適應(yīng)神器”。冬季的草原寒冷干燥，延長(zhǎng)的鼻腔能增加空氣進(jìn)入肺部前的路程，起到預(yù)熱和加濕冷空氣的作用，既保護(hù)了嬌嫩的肺部，又能減少身體熱量散失；到了夏季，鼻腔內(nèi)豐富的黏膜表面積會(huì)發(fā)揮作用，通過水分蒸發(fā)快速散熱，幫身體維持適宜溫度。同時(shí)，草原上起風(fēng)就容易揚(yáng)起風(fēng)沙，長(zhǎng)長(zhǎng)的鼻腔通道就像一道“過濾網(wǎng)”，能有效過濾空氣中的塵埃和顆粒物，守護(hù)呼吸道的健康。

更重要的是，這個(gè)大鼻子是長(zhǎng)鼻三趾馬的“奔跑助力器”。作為草原動(dòng)物，它需要靠快速奔跑躲避天敵、完成遷徙，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，身體的耗氧量和產(chǎn)熱量會(huì)急劇飆升，而更大的鼻腔容積，能讓它單次呼吸吸入更多氧氣，滿足身體的供氧需求；同時(shí)，呼吸過程還能更高效地排出奔跑產(chǎn)生的體熱，讓它不會(huì)因?yàn)轶w溫過高而停下腳步，真正實(shí)現(xiàn)“跑得更快、更久”，在草原的生存競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

03

長(zhǎng)鼻子與青藏高原

長(zhǎng)鼻三趾馬的隆鼻不僅是適應(yīng)草原的結(jié)果，還與青藏高原的隆升息息相關(guān)，它的起源與擴(kuò)散，完美契合了生物演化的“走出西藏”理論。

科學(xué)家在甘肅臨夏盆地發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵的化石線索：晚中新世最晚期的地層里，有長(zhǎng)鼻三趾馬的祖先膜鼻三趾馬，而其上覆的早上新世地層中，直接出現(xiàn)了原始長(zhǎng)鼻三趾馬，兩者在時(shí)間上完美銜接，證明長(zhǎng)鼻三趾馬起源于青藏高原東北緣地區(qū)。

臨夏盆地上新世時(shí)因高海拔背景，氣候本就寒涼，與低海拔地區(qū)經(jīng)歷的暖期、冰期劇烈氣候波動(dòng)不同。這意味著，長(zhǎng)鼻三趾馬在起源地就已經(jīng)適應(yīng)了寒冷干旱的環(huán)境，完成了對(duì)第四紀(jì)冰期的“預(yù)適應(yīng)”。

當(dāng)全球氣候逐漸變冷變干，這些早已適應(yīng)寒冷的長(zhǎng)鼻三趾馬，順利從青藏高原東北緣向華北等中低海拔地區(qū)擴(kuò)散，在更廣闊的草原上繁衍生息，成為晚新生代東亞草原生態(tài)系統(tǒng)中成功的適應(yīng)者。

04

真相沒那么簡(jiǎn)單

長(zhǎng)鼻三趾馬的研究，遠(yuǎn)不止澄清一個(gè)化石物種的生物學(xué)真相那么簡(jiǎn)單。

科學(xué)家通過形態(tài)學(xué)、同位素地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)等多學(xué)科證據(jù)的交叉整合，一步步還原了這一遠(yuǎn)古生物的適應(yīng)策略與演化歷史，也為我們理解青藏高原隆升如何影響東亞晚新生代哺乳動(dòng)物的演化，提供了生動(dòng)又具體的案例。

而那個(gè)曾被誤解的大鼻子，也成為生物演化中“適者生存”的最佳見證——所有看似怪異的身體特征，都是生命為了適應(yīng)環(huán)境，走出的最智慧的進(jìn)化之路。

來源：中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所

責(zé)任編輯：宋同舟