剑齿虎牙齿太长张嘴碍事 合嘴不光靠“咬”(图)

    剑齿虎合嘴不光靠“咬”

　　大家都知道，剑齿虎好威风！它们的牙老长老长，总是伸出嘴巴一大截！但是，问题来了，牙这么长，会影响到它咬东西吗，它是如何解决这个问题的呢？古生物学家们争论不休。近期的一项研究表明剑齿虎可能有独特的解决之道。

　　缺点　嘴张太大咬力弱

　　牙越长，要咬东西嘴就需要张得越大，剑齿虎的嘴需要能张得比现存的猫科动物都大得多才能咬到东西。但是，肌肉的伸展长度是有限的，嘴张得很大，肌肉长在颌的前部就会过度拉伸，不现实；如果都靠着颌的后部，肌肉就会比较少，咬力就会比较小。剑齿虎真的是“小咬力杀手”吗？这个由丹麦奥尔堡大学生物学家克里斯蒂安森（Per Christiansen）领导的研究小组用一种全新的方法来研究这类已经灭绝的终极杀手：制造复杂的模型，分析它们的嘴是如何运动的。相关论文发表在近期的《林奈学会动物学》上。

　　克里斯蒂安森主要的研究对象是著名的刃齿虎（Smilodon），就是动画片《冰河时代》里出现的那种剑齿虎。它是剑齿虎家族中最后灭绝的一种，也是所有剑齿虎里最大的一种，专门猎杀野牛、大地懒之类的大型猎物。之前的研究认为，因为剑齿虎张嘴过大，所以它们的咬力比现在的大型猫科动物要弱。克里斯蒂安森同意这种说法。但他认为，剑齿虎嘴巴咬合的力量仍然够大，因为咬力并不光是靠嘴上的肌肉。

　　演化 成也长牙败也长牙

　　除了刃齿虎，这项研究还涉及了其他的剑齿虎种类，其中包括最早期和原始的剑齿虎。克里斯蒂安森说：“刃齿虎的演化程度最高，所以和现代猫科动物的区别最大，所以要从生物学的角度理解这种动物。你会喜欢研究更多原始的动物，以便了解它们如何沿着演化之路变成这个样子的。”

　　他研究了数百个头骨，画出了刃齿虎演化出如此特殊颌部的路线图。“这叫"杀戳生态学"。”克里斯蒂安森说。“杀戳生态学”指一种演化压力，在此压力下，剑齿虎演化出越来越适合深深地刺入猎物喉部的结构，特化程度越来越高，最终演化成像刃齿虎这样的怪兽。

　　剑齿虎的牙越来越长的同时，它们的颌部肌肉也越来越弱，但肌肉纤维的方向也越来越倾向于和颌骨垂直，这样咬合的效率就大大增加。与此同时，肌肉也越来越多地生长于下颌的后部，这样就有利于它把嘴张得更大。

　　最终，剑齿虎演化成了历史上样子最可怕的食肉哺乳动物。但同时，这种可怕的样子也为它们铺好了灭绝之路。克里斯蒂安森说，剑齿虎的特征让它们只适合捕食大型的，移动相对缓慢的动物。“它们的身体又重又壮实，腿很短很有力，这让它们跑不了太快，肯定不会像现在的虎豹那么灵活。”克里斯蒂安森说。

　　解决　脖子肌肉也给力

　　在相当长一段时间里，科学家一直在争辩剑齿虎的长牙是做什么用的，有人认为它是用来吸引异性，没有实际用处。现在的共识是，剑齿虎会用长牙给已经被扑倒的猎物以最终的致命一击。剑齿虎中最大的明星刃齿虎比现在所有的猫科动物都壮实，具有熊一样的大骨架和腱子肉，可以用前肢扑倒大型的猎物。克里斯蒂安森说：“他们跳到猎物身上，把他们摔倒在地，用强壮的前肢扭它们的脖子。然后它们用牙齿快速、有力地深深刺入到猎物的喉咙或者后脖梗子里，最终杀死猎物。”现在狮虎之类的大型猫科动物都会咬住猎物的喉咙一分钟以上，让猎物窒息而死，但刃齿虎不会这样做，因为它们的颌部肌肉力量不足。

　　为了解剑齿虎的咬力到底如何，克里斯蒂安森建立了细致的物理模型。他发现，剑齿虎的肌肉可以很高效很直接地让嘴合上，但咬力仍然不够大，为了补偿咬力不足的问题，剑齿虎演化出了出人意料的解决方案。克里斯蒂安森解谜的线索竟然来自家里的小猫咪。“当你把一块食物放在地上，你会发现小猫吃它的时候不光嘴动，而且会一边吃一边点头。”克里斯蒂安森认为，当剑齿虎奋力“点头”时，可以在瞬间增加咬力。“我们认为剑齿虎先奋力低头，然后把头往前甩，会帮助它合上嘴。”克里斯蒂安森说，刃齿虎的脖子比现代的大型猫科动物长，而且肌肉也发达得多，这让它“上下前后甩头”时，会产生很大的蛮力，就好比用手臂使刀子，刃齿虎也用脖子的力量帮助牙齿刺入猎物身体。

　　编译/本报记者 刘铮

　　作者：刘铮