大熊猫之路:一部绚烂的大熊猫文明史
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食肉目动物的演化

生物的进化是很难说清的奇异事情,几十亿年间,地球上诞生了数不清的物种,人类拥有的历史只占了其中极小的一部分。但与其他物种不同,人类对一切事物都保持着极强的好奇心。人类探求自己的来历,探求孕育生命的地球的秘密,探求整个宇宙的秘密,而大熊猫的秘密,也是这无数好奇中的一种。今天,我们在动物园里、在电视上能看到憨态可掬的大熊猫手捧竹子,吃得津津有味。漫长的进化,使大熊猫由食肉类动物演化成以竹子为主食的物种。

人类所处的地质时代为新生代,这一地质时代开始的时期距今约6600万年。新生代分为古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世、更新世、全新世,常被称为“哺乳动物的时代”。

在新生代之前的中生代,就是“爬行动物时代”,一种被称为“恐龙”的物种在地球上广泛分布,“统治”了地球近8000万年。然而,中生代末期,这种强大的物种在极短的时间里迅速灭绝,留下难以破解的谜团。

新生代早期还有少量恐龙存在,但随着环境变化,它们渐渐湮灭于时空之河中。在这场大灭绝中,大量的爬行动物也和恐龙一样成为地球上的过客,而哺乳类动物悄然兴起。

光阴流转,到了距今6000多万年的古新世,一群古食肉类动物在地球上出现了,这是目前人类发现的最早的食肉目兽类。在各个大陆的升降、分裂、漂移、撞击、结合中,它们不断适应环境,向欧洲、亚洲、美洲等地辐射演化。

一类叫麦芽西兽的动物出现了。与古食肉类动物相比,这种新出现的动物大脑更加发达,其牙齿结构更加适应肉食习性。

麦芽西兽类是现代新食肉类动物的真正祖先,这种兽类在进化中逐渐分化出狗形类和猫形类这两个比较大的类群。猫形类主要演化成豹类和灵猫类,灵猫类又分化出一支鬣狗类,而狗形类与我们的主角——大熊猫息息相关。

恐龙世界|美国|查尔斯·罗伯特·奈特

在始新世晚期和距今2600万年的渐新世,狗形类的主支演化出早期的狗类,在更新世时又演化出现代的狼、豺、狐等犬科动物。在渐新世初期,狗形类的第二支分化出来,刚开始是鼬类,如古鼬、始鼬,后来进一步演化出鼬、貂、獾等鼬科动物。第三支分化最早,在始新世早期就演化出重要的一支——始熊类。从形态上看,始熊与现代熊类的面貌相似,但只有狗那么大。分化出始熊类后,这一支又演化出一个分支,向着追逐和捕捉的方向发展,逐渐适应攀爬和杂食的食性。这一分支到中新世时朝着两个方向发展,一个发展成古浣熊,而另一个则发展成了大熊猫的祖先——始熊猫。胡锦矗.大熊猫的起源与演化[J].中国林业,2008,59(22):30.

始熊猫化石的发现地在云南禄丰和元谋,根据古生物学家的研究,它们应该生活在800万年前的中新世晚期。那么,问题出现了:800万年前,云南的这片区域处于什么样的环境?

沿时间之河溯流而上,百万年的光阴倏忽而过。2330万年前,地球开始进入中新世,这一时期的气候是温暖而湿润的,适宜的环境使大量植物、动物迅速繁衍,地球上一派欣欣向荣。新生代早期,盘古大陆仍然处于不断分裂的状况之中,其中两块较大的大陆——印度次大陆和亚洲大陆渐渐接近、相撞,巨大的挤压力使两块大陆的交会之地不断隆升,喜马拉雅山脉和青藏高原就此诞生。

地质构造运动的过程是极为缓慢的,青藏高原与喜马拉雅山脉并非一开始就达到了现在的高度。实际上,直到始熊猫出现之时,青藏高原的平均高度只在1000米。温湿的热带环境使始熊猫、古猿、三趾马等热带动物群自由自在地生活,那些较为平缓的陆地上,湖泊星罗棋布,为动植物生长提供充沛的水源。

科研人员对始熊猫的牙齿化石进行研究,发现它们的牙齿有了趋向食竹的进化特征,“前臼齿发达了,臼齿嚼面上出现了少量的釉质凸起。为适应其功能上的需求,‘裂叶’(食肉类动物中,其犬齿是用来杀伤动物的;上第4前臼齿和下第1臼齿是用来切割肌肉的。这两个牙齿被动物学家称为‘裂齿’。上、下‘裂齿’呈叶片状,故又称‘裂叶’)消失,颧弓基底前移到了第4前臼齿至第2臼齿位置上”黄万波,魏光飚.大熊猫的起源[M]. 北京:科学出版社,2010:59.

为什么始熊猫从始熊类一支上分化出来后,开始尝试吃竹子?这一问题仍是未解之谜,但我们可以通过始熊猫生活的环境做一番猜测。

恐龙及大量爬行动物灭绝后,哺乳动物的竞食者大大减少,它们开始迅速繁衍,以填补空缺的捕食者和被捕食者的生态位。中生代时期,哺乳动物的体形较小,到了新生代,它们开始向更大的体形进化。

被子植物替代中生代时占据主导地位的裸子植物,大量繁衍,迅速蔓延至地球上的各个区域,各种食草动物便有了充足的种类繁多的食物,体形首先膨胀,以食草动物为食的食肉动物的体形随之增大,向凶猛的猎食者发展。

越来越多的化石“重见天日”,远古的奥秘一点点地显露出来。科研人员在云南禄丰地区发现了大量哺乳动物的化石,其中属于食肉目的动物有迪氏祖熊、中国印度熊、印度熊、似古中华貂、禄丰原臭貂、水獭、灵猫、鼬鬣狗、高氏鼬鬣狗、凶猛似剑齿虎、假猫等。

始熊猫与现生大熊猫牙齿的比较(磨面)

体形较小的始熊猫在众多食肉类动物中不占优势,还很可能被其他处于食物链上层的猎食者捕食。它们需要时刻警惕,以逃避随时可能出现的“敌人”。

中新世时,中国南方的地势相对平缓,在充足阳光的照射下,各种树木竞相生长,形成一片片森林。始熊猫在森林中小心翼翼地寻找着食物,一些啮齿类动物,如松鼠、竹鼠等,可能在它们的食谱上。

森林深处的一片竹林中,一只始熊猫在剑齿虎的追赶之下,慌不择路,一头撞了进来。这只始熊猫很快发现,这里竹子生长得很茂盛,杂乱地分布着,竹竿长得很高,给剑齿虎造成了极大的阻碍。在确定不能使始熊猫成为食物后,这只剑齿虎怏怏地放弃了追赶。

红松鼠|德国|汉斯·霍夫曼

这次事件给这只始熊猫留下了深刻的印象,通过特有的交流方式,始熊猫家族的成员很快知道了这种“保命”方式。而且,生活在竹林中的竹鼠也是它们的食物之一。在低矮的灌木丛中,一些植物的块根能给它们提供维持生命的能量,这使得它们在竹林中活动的时间越来越长。

光阴流转到一个点上,一个微妙的变化在一只始熊猫的体内发生了。“在自然界中,演化的基本逻辑,是先有基因突变,再有环境选择”河森堡.进击的智人[M].北京:中信出版社,2019.,这一次也不例外。这只始熊猫体内的一个基因片段产生了新的变化,使它开始尝试采食竹子,也许一开始美味的竹笋才是它的选择,但不知在什么时候,它的牙齿能够咬断一些年份不长的竹竿。这只始熊猫的后代也继承了它的这一基因,很快,拥有食竹特性基因的始熊猫家族渐渐壮大。

但在这一时期,始熊猫没有放弃食肉的本性。科学家研究了竹子的成分,发现其中糖类占26.15%,脂肪占1.27%,蛋白质类占10.23%,粗纤维占33.62%,而磷、铁、镁等元素的含量极少。黄万波,魏光飚.大熊猫的起源[M]. 北京:科学出版社,2010:97—98.在这些成分中,糖类的占比最高,如果始熊猫以竹为主食,很有可能会患上龋齿病。龋齿病是一种牙齿硬组织进行性病损,经常食用多糖食物容易引发龋齿病。科研人员在小种大熊猫与后来发现的巴氏大熊猫化石中,都发现了患有龋齿病的牙齿化石,现生大熊猫患有龋齿病的也不在少数,而在现有的始熊猫牙齿化石中,科研人员没有发现这样的现象。

由此可以判断,始熊猫作为食肉目家族中的一员,偶尔将一些竹子作为“甜点”,大多数情况下,它们的食谱上出现的是一些除竹子之外的食物。始熊猫的食物选择范围很广、很杂,那么,大熊猫是如何在不断演化中放弃曾经的选择,而将竹子作为主食的?

在巨大的环境变迁中,生物为了生存下去而不断演化,“一个突变出现以后能不能被环境筛选出来,要看出现了这一突变的个体是否有更大的可能繁衍自己的后代”河森堡.进击的智人[M].北京:中信出版社,2019.,如果没有特殊的环境变化,始熊猫的食竹选择,极可能不会被无限放大,或许随着时空转换,这一特性会被大自然淘汰。但是,一场突如其来的寒流,让始熊猫向着食竹的方向一路演化,不再回头。