纽约时报写作竞赛 拇指般的手指
长期以来,科学家们一直对这种基本的拇指感到困惑,它实际上是熊猫腕骨的突出延伸。但是由于缺乏化石的熊猫爪子,很难破译这种奇怪的特征何时起源。多年来,最早的证据只有大约150万年的历史。但在周四发表在《科学报告》杂志上的一项研究中,王博士和他的同事认为,大熊猫的亲戚已经使用假拇指数百万年了。
大熊猫是饮食之谜。尽管是肉食目食肉动物的一部分,但大熊猫通常实行植物性饮食,在熊家烧烤时避开鲑鱼和海豹肉来吃竹笋。由于它们缺乏多腔胃来从坚韧的植物材料中提取营养,矮胖熊每天吃大约 30 磅的竹子来维持自己。
为了将茎铲入嘴里,大熊猫利用爪子上的第六个拇指状手指来抓笋,就像人拿着油条一样。这个假拇指派上用场——大熊猫在啃硬竹子时需要紧紧抓住。“它不像我们的拇指那么好,所以他们不能制作工具或复杂的动作,”洛杉矶县自然历史博物馆的古生物学家王晓明说。但粗糙的“拇指”完全能够抓住竹子。
长期以来,科学家们一直对这种基本的拇指感到困惑,它实际上是熊猫腕骨的突出延伸。但是由于缺乏化石的熊猫爪子,很难破译这种奇怪的特征何时起源。多年来,最早的证据只有大约150万年的历史。但在周四发表在《科学报告》杂志上的一项研究中,王博士和他的同事认为,大熊猫的亲戚已经使用假拇指数百万年了。
2015年,王博士与一群古人类学家在中国西南部的一个露天矿中挖掘时,发现了一只古熊的化石。一根勺状的骨头引起了他的注意。“直觉上,我以为是熊猫拇指化石,”王博士说。将化石与现代熊猫骨骼进行比较证实了他的预感。在分析了附近发现的牙齿化石后,研究小组推断假拇指属于Ailurarctos,这是一种生活在六百万到七百万年前中新世时期的祖先熊猫。
作为熊猫假拇指的最早例子,研究人员预计Ailurarctos上的额外数字是原始的,但研究小组发现它明显比现代大熊猫上的手指大。然而,活熊猫可能有更好的抓地力。与化石熊的直拇指不同,现代熊猫的假拇指像钩子一样向内弯曲。
将大熊猫假拇指的起源推回数百万年前提出了一个令人困惑的问题:为什么这些小拇指从未发育成多功能的真正拇指?更可弯曲的数字的出现将具有进化意义。
在这篇新论文中,王博士和他的同事们假设,假拇指的大小取决于大熊猫的扑通方式。当他们不闲逛时,他们会四肢着地走路。“我们认为假拇指是一种进化的平衡行为,”王博士说。“你需要它来抓住它,但你也会一直踩它。
科学家们认为,如果骨突起变得太大,它可能会成为爪子底部的痛苦刺。现代大熊猫假拇指的末端是平坦的表面,并由肉质垫缓冲,稍微更适合携带熊猫的周长。任何更大的数字都可能被压碎。
并非每个研究人员都相信这种推理。西班牙加泰罗尼亚古生物学研究所的古生物学家胡安·阿贝拉(Juan Abella)帮助发现了已知最早的大熊猫祖先,他说,爪子后端延伸腕骨的位置可能对运动几乎没有影响。即使确实如此,他认为高级拇指的好处将超过每天花费长达16个小时进食的缓慢动物的潜在缺点。
“通常,当解剖学特征在一个物种中产生某种权衡时,获得的好处将大大超过可能的危害,”阿贝拉博士说。
无论什么阻止了大熊猫假拇指迈出最后的一步,它们并不是唯一拥有额外、不发达手指的哺乳动物。化石显示,美洲狮大小的中新世捕食者Simocyon batalleri有假拇指,这些拇指被传递给了小熊猫。某些灵长类动物,如aye-aye狐猴,也有一个额外的拇指状手指。一些原始熊,如9万年前的Indarctos arctoides,可能是熊猫的祖先,也拥有笨重的腕骨。
但Ailurarctos似乎是第一批使用这些扩大的骨骼的人之一。根据王博士的说法,这种特征使史前大熊猫能够在充满古代大象,鹿和猿类的丛林中茁壮成长。尽管营养成分低,纤维难以消化,但快速生长的竹笋可以散装使用。在它们额外的“拇指”的帮助下,大熊猫从那以后就一直在吃零食。