史前巨獸洞熊：因鼻竇大不能吃肉而滅絕？

趙漢斌

你可能聽說過在冰河時期滅絕的猛犸象、披毛犀、大角鹿等巨型動物群，但對身長約3.5米、體寬約1.7米、體重超過1噸的洞熊卻不一定很熟悉。

洞熊是一種在更新世生存于亞歐大陸北部的熊，約2萬年前滅絕，因其化石多在洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)，故被命名為“洞熊”。在很多著名的洞穴中，幾乎都發(fā)現(xiàn)過洞熊的整副骨骼化石。在我國北京周口店也曾有發(fā)現(xiàn)，它與巨型短面熊同為更新世的兩大巨熊。

洞熊到底吃素還是吃肉？這種龐然大物的“食譜”與其滅絕有什么關(guān)系？科學界一直眾說紛紜。近40年來，通過對洞熊骨骼中氮-15水平的研究，有科學家認為它們愛吃嫩草、草根、草莓類植物，是草食動物;也有科學家認為，它們也會獵食一些動物，甚至包括當時的人類，應(yīng)該是肉食動物。近日，著名國際期刊《科學進展》發(fā)表論文稱，科學家通過計算機模擬，對洞熊飲食習慣給出了生物力學解釋，通過咀嚼運動與頭骨發(fā)育的關(guān)系，提出了“咀嚼導致鼻竇等系統(tǒng)功能退化，進而讓頭骨變小，可能導致洞熊滅絕”的全新觀點。

觀點一：因氣溫下降導致植物枯萎而餓死

3年前，德國圖賓根大學的內(nèi)藤佑一研究發(fā)現(xiàn)，洞熊擁有強壯的頜骨、大而平的牙齒，骨骼中氮-15含量較低，居住地周圍只生長密集的植被。這一切都表明，洞熊是草食動物。而這種特殊的飲食結(jié)構(gòu)，正是洞熊在2萬年前滅絕的原因。

那時，氣溫急劇下降，植被大面積枯萎，使洞熊失去了賴以生存的食物。學者的研究認為，由于洞熊的食物非常單一，為了滿足身體所需，它必須大量進食。與每天必須飽餐40千克竹子的熊貓相比，洞熊的食量有過之而無不及，營養(yǎng)轉(zhuǎn)化率非常低。但相反，棕熊是一種雜食動物，骨骼內(nèi)氮含量較高，它們的食譜包含水果、蜂蜜、魚等，豐富的飲食結(jié)構(gòu)使它們對環(huán)境的適應(yīng)性更強，從而能廣泛分布。這一觀點也得到廣泛認同。

觀點二：為爭奪洞穴與人類火拼，被趕盡殺絕

但也有科學家認為，在歐洲中部的喀爾巴阡山脈發(fā)現(xiàn)的洞熊骨骼化石表明，洞熊完全不是人們之前想象的溫和模樣，它們擁有巨大的牙齒、剃刀般鋒利的巨爪，是一種性情非常兇猛的肉食動物，甚至還吃人?？茖W家通過分析近年在此山脈西南角發(fā)現(xiàn)的洞熊骨骼化石發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)洞熊體內(nèi)的氮-15含量很多，超過眾多草食動物。這表明這些洞熊個體是吃肉的，是典型的肉食動物，它們不僅與人類爭奪洞穴，還捕食土狼、灰狼、洞獅和魚。

2019年12月，《科學報告》雜志發(fā)表了歐洲科學家的一項演化學研究報告。該研究報告認為洞熊種群大約從4萬年前開始急劇減少，這個時間點早于氣候變冷時期，而與現(xiàn)代人類在歐洲擴散的時間重合。寒冷氣候以及之后的植物減少，可能導致洞熊種群分散成不同的亞種群，這些亞種群生活在氣候較為溫和且植物豐富多樣的小型棲息地。人類包括捕獵在內(nèi)的各種行為，可能打斷了這些亞種群之間的聯(lián)系，從而在洞熊的滅絕中發(fā)揮了決定性作用。

與此相映襯的觀點早已出現(xiàn)在2008年的《美國國家科學院學報》上，一個由美國、英國和德國等國科學家組成的國際研究小組公布了他們的發(fā)現(xiàn)——洞熊是人類祖先最強勁的對手之一。人類祖先憑借著智慧，破壞了這些兇猛動物的居住環(huán)境，將它們逐出洞穴，趕往深山。有證據(jù)表明，一些洞穴曾經(jīng)被人類和洞熊交替占領(lǐng)過。并由此推測，當時人類趁洞熊冬眠期間，殺死或趕走那些萎靡不振的洞熊;而春季到后，冬眠蘇醒、腹中饑餓的洞熊又會襲擊人類并奪回洞穴。在這樣周而復(fù)始的火拼中，智力稍強的人類最終奪取了洞穴，并將它們趕盡殺絕。

最新觀點：咀嚼能力變?nèi)?，不能吃肉而“長睡不醒”

法國和比利時研究人員則通過分析洞熊的牙齒發(fā)現(xiàn)，洞熊是一種雜食動物，相對于草食動物來說，肉食動物在進食過程中會在體內(nèi)積累更多的氮。再者，黑熊和棕熊都是雜食動物。這表明，盡管洞熊大多數(shù)情況下可能以草食為主，但有時候它們也會嘗嘗葷腥。

《科學進展》發(fā)表的最新觀點認為，洞熊滅絕的原因并不是與人類的競爭，而是因為洞熊鼻子進化出的特殊結(jié)構(gòu)。來自西班牙馬拉加大學的研究團隊通過計算機模擬分析了洞熊的進食情景，以確定在植被資源有限的情況下，洞熊可否有效地調(diào)整它們的飲食，從而解釋歐洲洞熊為何在氣候變化時期滅絕。

研究團隊掃描了4只洞熊和8只現(xiàn)生棕

熊的頭骨，比對發(fā)現(xiàn)洞熊的鼻竇非常大，而鼻竇直接影響了咀嚼方式、力度和幅度。因鼻竇變大，洞熊的面顱骨和頭蓋骨出現(xiàn)變形，原本圓形的頭頂變得扁平，而且不斷向后延伸，犬齒、門齒的咬合力也因此變?nèi)?。隨著時間推移，它們無法使用門齒和犬齒將肉食撕碎食用，只能依靠臼齒將植物磨碎吞咽。因此，當草不夠吃的時候，它們也就無法轉(zhuǎn)而以肉類為食。

洞熊為何會進化出大鼻竇？在寒冷的冰期，洞熊一年中冬眠的時間要長于其他熊科動物，大鼻竇有助于降低冬眠時的能量消耗。鼻竇是顱骨內(nèi)的空腔，一共有四對，左右對稱，可以調(diào)節(jié)吸入鼻腔的空氣溫度和濕度，這對洞熊冬眠非常重要。

論文作者之一的西班牙馬拉加大學古生物學家亞歷杭德羅·佩雷斯·拉莫斯解釋稱，為了適應(yīng)環(huán)境，洞熊進化出了大鼻竇。有了大鼻竇，它們就能在寒冬里通過冬眠減少能量消耗，從而度過食物供給不足的冬天。但也是因為有了大鼻竇，它們的咀嚼能力受到影響，只能以草為食，根本吃不了肉。當植被因為寒冷而無法生長時，洞熊無法通過改變飲食結(jié)構(gòu)來維系生存，尤其是在冬眠前，因未能攝入足夠的能量，很可能因此耗盡脂肪而“長睡不醒”，最后導致整個物種的滅絕。

當然，關(guān)于洞熊的鼻竇結(jié)構(gòu)，還需要更多的研究證據(jù)。相信隨著科學家越來越多的發(fā)現(xiàn)，洞熊到底是草食動物還是雜食動物以及洞熊滅絕之謎，最終將大白于天下。