重返冰川時(shí)代

江左其杲

一提到冰河世紀(jì)，體型龐大的猛犸象、玲瓏可愛(ài)的小松鼠還有長(zhǎng)著如利劍般牙齒的劍齒虎等動(dòng)物立馬躍然于腦海。盡管這些動(dòng)物的知名度和曝光率不及恐龍高，但人類對(duì)它們的研究一點(diǎn)也不少，今天就讓我們通過(guò)古生物化石走進(jìn)冰河時(shí)期，一起來(lái)探究冰河世紀(jì)動(dòng)物的真實(shí)模樣，以及它們和今天的動(dòng)物又有什么關(guān)系。

鐵三角的化石大發(fā)現(xiàn)

電影中的鐵三角——猛犸象、劍齒虎、地懶——都擁有非常久遠(yuǎn)的發(fā)現(xiàn)歷史。猛犸象化石發(fā)現(xiàn)于18世紀(jì)末，那個(gè)時(shí)候古生物學(xué)作為一個(gè)學(xué)科才剛剛起步，猛犸象廣泛地分布在歐亞大陸和北美洲的北部，在中國(guó)北方也有發(fā)現(xiàn)，最南可以分布到山東。劍齒虎中最著名的刃齒虎化石最初被發(fā)現(xiàn)于南美洲，最開(kāi)始只發(fā)現(xiàn)了零散的牙齒化石，當(dāng)時(shí)學(xué)者以為它是一種鬣狗，直到后來(lái)發(fā)現(xiàn)了巨大的犬牙化石，人們才認(rèn)識(shí)到這是一種劍齒虎。刃齒虎只分布在新大陸（北美洲+南美洲），但是劍齒虎家族曾經(jīng)遍布全球。地懶的發(fā)現(xiàn)則更加傳奇。美國(guó)開(kāi)國(guó)元?jiǎng)捉莒尺d（美國(guó)第二任總統(tǒng)）曾經(jīng)親自研究了來(lái)自弗吉尼亞的幾個(gè)巨大的爪子化石，并認(rèn)為這是一種體型巨大的“獅子”。不過(guò)后來(lái)根據(jù)更多的化石材料，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)它們其實(shí)屬于一種已經(jīng)滅絕的、和樹(shù)懶有親緣關(guān)系的動(dòng)物——地懶。

身披長(zhǎng)毛的猛犸象

根據(jù)化石復(fù)原古生物是常用的研究方法。經(jīng)過(guò)研究，冰河世紀(jì)的猛犸象有很多種，長(zhǎng)毛象只是其中最著名的一種，學(xué)名叫真猛犸象（Mammuthus primigenius）。長(zhǎng)而濃密的毛發(fā)就像一件大衣，足以讓猛犸象在冰天雪地中存活。事實(shí)上，在冰河世紀(jì)，和猛犸象一起生活的還有一種動(dòng)物——披毛犀，它也同樣長(zhǎng)著濃密的長(zhǎng)毛。這些特征正是對(duì)冰河世紀(jì)寒冷氣候的適應(yīng)。在冰河世紀(jì)，廣袤的西伯利亞、阿拉斯加和歐洲北部都是開(kāi)闊的冰雪苔原，是猛犸象的天堂。而在美國(guó)本土地區(qū)以及中國(guó)北方，雖然氣候環(huán)境比現(xiàn)在更冷，但是還沒(méi)有冰封萬(wàn)里，因此這里生活著另外兩種猛犸象，即美國(guó)的哥倫布猛犸象（Mammuthus columbi）和中國(guó)北方的草原猛犸象（Mammuthu strogontherii）。這兩種猛犸象的生活環(huán)境沒(méi)有那么寒冷，所以它們也沒(méi)有像北方親戚那樣身披濃密的長(zhǎng)毛。

除了長(zhǎng)毛外，猛犸象最有特點(diǎn)的便是它那極度延長(zhǎng)而彎曲的象牙?，F(xiàn)代的亞洲象（Elephas maximus）是雄性有時(shí)有象牙，雌性一般沒(méi)有;非洲象（Loxodonta africana）雄性一般有象牙，雌性一般沒(méi)有;猛犸象則是雌雄都有象牙，但是雄性的象牙明顯比雌性的更大。這和象類的社群結(jié)構(gòu)有關(guān)——象群一般都是由母象和小象組成的，而成年雄象則單獨(dú)生活。到了交配季節(jié)，雄象就會(huì)為了爭(zhēng)奪配偶大打出手，而擁有較大象牙的雄性顯然會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)，獲得交配權(quán)，它的這種基因也因此易于遺傳給后代。這種現(xiàn)象在生物學(xué)上叫性選擇。亞洲象和非洲象的象牙一般都是微微彎曲的，而猛犸象則是強(qiáng)烈扭曲的，牙尖朝內(nèi)，沒(méi)有殺傷力。如果說(shuō)非洲象的象牙是長(zhǎng)槍，那猛犸象的象牙就是掃棍了。這是因?yàn)槊歪锵笊钤诒煅┑刂?，要想吃到雪地下的青草，需要借助它的長(zhǎng)牙把雪一掃空。

說(shuō)了那么多，你可能會(huì)問(wèn)，猛犸象是現(xiàn)代大象的祖先嗎？其實(shí)，猛犸象和現(xiàn)代大象的關(guān)系就像黑猩猩和我們，并沒(méi)有直接的演化關(guān)系。它們?cè)?00萬(wàn)年前源于一個(gè)共同的祖先，分別演化適應(yīng)于不同的氣候。其中猛犸象和亞洲象的親緣關(guān)系更近（類似親兄弟），而非洲象則是相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)演化支系（和猛犸象類似堂兄弟）。研究還表明，幾種猛犸象之間還可以在一定程度上相互雜交，以應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。

擁有如利劍般牙齒的劍齒虎

除猛犸象外，影片中的劍齒虎也給人留下了深刻的印象。事實(shí)上，劍齒虎屬于貓科的一個(gè)亞科（學(xué)名Machairodontinae），包含幾十個(gè)屬種，曾經(jīng)非常繁盛。而劍齒虎演化到巔峰就是冰河世紀(jì)的刃齒虎（學(xué)名Smilodon），冰河世紀(jì)的主角之一迪亞哥就是以它為原型的。

通過(guò)對(duì)已發(fā)現(xiàn)的化石進(jìn)行研究，科學(xué)家認(rèn)為刃齒虎是生活在北美洲的一種大型劍齒虎類，它們整體大小和現(xiàn)代獅虎接近，但是身材要壯實(shí)得多，甚至和熊一樣。現(xiàn)代獅虎的犬牙露出頜骨的長(zhǎng)度有5～7厘米，而刃齒虎可以達(dá)到15 厘米。除了長(zhǎng)短的差別外，刃齒虎的犬牙是側(cè)扁的，前后邊緣都較為銳利，像刀一樣，而現(xiàn)代獅虎的犬牙則是圓錐形的。這些身體結(jié)構(gòu)上的顯著差別說(shuō)明刃齒虎和現(xiàn)代獅虎在捕食獵物的習(xí)性方面存在非常大差異。

現(xiàn)代獅虎及多數(shù)大型貓科動(dòng)物捕殺獵物的主要方式是鎖喉，即扳倒獵物后，它們通過(guò)犬齒刺入獵物的咽喉氣管，使獵物無(wú)法呼吸，獵物會(huì)在1～2分鐘內(nèi)因?yàn)橹舷⒍鴶烂?，而后大貓們就可以安然享受食物。相比之下，刃齒虎的犬齒要大得多，雖然更加強(qiáng)而有力但折斷的風(fēng)險(xiǎn)也更大。另外，科學(xué)家認(rèn)為刃齒虎在捕殺獵物的時(shí)候，會(huì)先通過(guò)強(qiáng)壯的四肢完全壓制獵物，然后對(duì)準(zhǔn)獵物咽喉的大動(dòng)脈刺入犬齒，使得獵物瞬間大出血。這種方式會(huì)使獵物在1分鐘之內(nèi)休克死亡，是一種比鎖喉更加高效的獵殺方式，但需要做的準(zhǔn)備工作（完全壓制獵物）也更加復(fù)雜。一般認(rèn)為，因?yàn)殚L(zhǎng)而側(cè)扁的犬齒易于折斷，刃齒虎會(huì)讓犬齒盡可能避免接觸獵物的骨骼，但是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的在雕齒獸（一種大型異關(guān)節(jié)類，外貌有些像現(xiàn)生的犰狳，但是體型大得多，可以達(dá)到野牛大小）和刃齒虎自身頭骨上的穿刺孔洞說(shuō)明刃齒虎使用犬齒的方式可能比人們之前認(rèn)識(shí)的更加粗放，會(huì)直接用犬齒刺穿獵物或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的頭骨。另外一項(xiàng)對(duì)刃齒虎牙齒萌發(fā)時(shí)序的研究表明刃齒虎牙齒萌發(fā)要明顯晚于現(xiàn)代的獅虎，說(shuō)明刃齒虎父母照顧孩子的時(shí)間可能比現(xiàn)代大貓更久。

雖然名氣很大，但刃齒虎并非冰河世紀(jì)唯一的劍齒虎家族成員。和刃齒虎一起生活的還有另外一種名氣稍小的劍齒虎類，即鋸齒虎（學(xué)名Homotherium）?！侗邮兰o(jì)4》中出場(chǎng)的迪亞哥的CP——希拉，就是她的原型。事實(shí)上，作為劍齒虎亞科最后的另外一個(gè)代表，鋸齒虎的身體結(jié)構(gòu)和刃齒虎存在明顯的差異：刃齒虎身材短粗，壯如熊，而鋸齒虎則非常纖瘦，類似獵豹，比刃齒虎更加靈活并擅長(zhǎng)奔跑。最近對(duì)刃齒虎和鋸齒虎頭骨骨質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)刃齒虎頭骨密度更大，而鋸齒虎則十分輕薄，進(jìn)一步證明鋸齒虎有著和刃齒虎不同的獵食習(xí)性。

刃齒虎和鋸齒虎如此威風(fēng)，它們會(huì)是老虎的祖先嗎？答案是否定的。劍齒虎是貓科的一個(gè)亞科，而老虎、獅子屬于另外一個(gè)亞科，即豹亞科。最新的研究表明，劍齒虎亞科和豹亞科早在1800萬(wàn)年前就已經(jīng)分道揚(yáng)鑣了，相比之下，獅子和老虎分家只有400萬(wàn)～500萬(wàn)年。刃齒虎是劍齒虎家族最后的輝煌，而它的滅絕則宣告曾經(jīng)叱咤風(fēng)云的劍齒虎亞科徹底退出歷史舞臺(tái)。

強(qiáng)悍的巨爪武士——地懶

《冰河世紀(jì)》的另外一個(gè)主角——希德，它有著尖銳的爪子，是冰河世紀(jì)美洲大陸特有的標(biāo)志性動(dòng)物——地懶。正如名字所暗示，地懶是一種和樹(shù)懶對(duì)應(yīng)的動(dòng)物。在冰河世紀(jì)，這個(gè)家族有著各種各樣的成員，其中大部分是生活在地面，行動(dòng)也并不遲緩的大家伙。

地懶長(zhǎng)有巨大的爪子。其中大地懶（學(xué)名Megatherium）的爪子可達(dá)到40厘米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)劍齒虎或北極熊，威力驚人。事實(shí)上，地懶本身也可以長(zhǎng)到非常大，比如大地懶體重可達(dá)5噸，比現(xiàn)在的亞洲象還要巨大。當(dāng)然，在冰河世紀(jì)，并非所有的地懶都能長(zhǎng)到那么大，北美洲常見(jiàn)的巨爪地懶（學(xué)名Megalonyx）和副磨齒獸（學(xué)名Paramylodon）都只有1噸左右，而孽子獸（學(xué)名Nothrotheriops）則更小，只有200～300千克。

地懶類雖然不像現(xiàn)在亞馬孫的樹(shù)懶行動(dòng)那么遲緩，但是還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過(guò)擅長(zhǎng)奔跑的野牛、野馬和駱駝，甚至也不如大象，因此，當(dāng)?shù)貞杏龅剿鼈冎饕奶鞌场旋X虎的時(shí)候，一般不是通過(guò)逃跑來(lái)躲避敵害，而是通過(guò)揮舞巨大的爪子來(lái)防衛(wèi)。畢竟多數(shù)地懶比刃齒虎大得多，力量也更強(qiáng)，即使是強(qiáng)如刃齒虎也不得不三思而后行。

過(guò)去認(rèn)為地懶和樹(shù)懶屬于異關(guān)節(jié)類的2個(gè)獨(dú)立演化支系，一個(gè)適應(yīng)于樹(shù)棲生活，一個(gè)適應(yīng)于地棲生活，但是最近古蛋白質(zhì)序列的分析表明，樹(shù)懶和地懶屬于同一個(gè)演化支系，其中每個(gè)小分支都有適應(yīng)于地棲和樹(shù)棲的類型。這表明這個(gè)支系的生態(tài)適應(yīng)能力比科學(xué)家之前想象的更高。

冰河時(shí)期地球非常寒冷，大陸冰川覆蓋了北半球大片區(qū)域，產(chǎn)生了和現(xiàn)代截然不同的環(huán)境。為了更好地適應(yīng)氣候變化，諸多哺乳動(dòng)物紛紛做出了相關(guān)的適應(yīng)，猛犸象等長(zhǎng)出御寒的長(zhǎng)毛，但它們并非現(xiàn)代生物的祖先。事實(shí)上，在它們行走在冰封苔原的時(shí)候，現(xiàn)代動(dòng)物，如老虎、亞洲象等都已經(jīng)出現(xiàn)，只不過(guò)它們生活在相對(duì)溫暖的南方地區(qū)。隨著冰河世紀(jì)的結(jié)束，這些適應(yīng)寒冷氣候的動(dòng)物大多隨之消失，而今天的動(dòng)物則占據(jù)了世界的舞臺(tái)，繼續(xù)演繹生命的傳說(shuō)。