2017年3月30日 星期四

擅長二足行走的動物朋友們

拉爾修(Diogenes Laërtius)曾在其編撰的《哲人言行錄》(Lives and Opinions of Eminent Philosophers)中寫下了這麼一段記述:「相傳某人對柏拉圖(Plato)問道:『為何人有別於世上之禽獸?』於是柏拉圖回答:『因人無羽且能二足而行。』」
馬拉鱷龍(Marasuchus)是原始恐龍的近親。Credit: Scott Hartman.

雖然以現代的眼光來看,柏拉圖的回答顯然受限於當時對動物學的了解。但這段對話仍顯示了人類在哺乳動物的演化支當中有多麼的特別!就連演化生物學的開山祖師達爾文(Charles Darwin)也曾在《人類的由來與性擇》(The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex)當中提到人類因為直立而有了空出來的雙手,使其能夠攜帶更多的資源或將其轉換為更有效率的工具使用,藉此增加演化上的優勢。
可能採取四足步態的棘龍也許是獸腳類恐龍中的例外。Credit: Davide Bonadonna.

相較於多數哺乳動物,目前已知的鳥類與獸腳類恐龍多半是二足動物,其中半水棲地棘龍(Spinosaurus)或許是個例外,但究竟是什麼原因使牠們選擇了這樣的取徑?來自亞伯達大學(University of Alberta)的古生物學家柏森士(Walter Scott Persons)在他近期發表的文章中指出,早期的恐龍與其祖先都擁有一條強健的尾巴,這條尾巴還有肌肉與後腿連接,使得牠們能夠用後腿直立行走,並且快速的移動。雖然現今除了鳥類以外已經沒有其他爬行動物能夠這樣移動,但還是能夠從一些像雙冠蜥與巨蜥一類的動物身上看到牠們用強健的後腿快速的飛奔或短暫直立。
能夠以尾部和後肢站立的百眼巨蜥(Varanus panoptes)。Credit: Australian Addiction Reptiles.

一些較早期的理論中認為,這些早期恐龍之所以採取這樣的運動方式或許是為了以空出來的雙手方便捕食獵物。但柏森士認為事情顯然沒有這麼單純,因為有些基礎的蜥腳形類(Sauropodomorpha)的前肢雖然也同樣短小,但也許並沒有那麼適合抓握。也許比起前肢,恐龍應該更仰賴牠們的雙顎來獲取他們的下一餐。

在乾燥的三疊紀時期,這些恐龍的祖先與早期恐龍藉由這樣的優勢行走在炙熱的沙漠上。因為與地面接觸面積小、再加上輕巧的前肢減輕了牠們身體的重量,也許使得這些恐龍能夠移動的距離更常也更快速,以至於他們最終捨棄了四足行走的姿態。

如果二足移動真能夠帶來如此的高效率,為何當今能夠以這樣方式移動的哺乳動物卻又少之又少,乃至於馬、貓科一類行動迅捷的動物仍採取了較原始的四足步態呢?
像藪貓(Leptailurus serval)這樣迅捷的哺乳動物採取了完全不同的演化策略。Credit: Marwell Zoo.

根據柏森士的研究指出,原來哺乳動物早在超過2億5000萬年前的二疊紀就已經丟失了像恐龍與其他爬行動物那樣連接腿部肌肉的粗壯尾巴了!相較於粗壯的尾部,我們哺乳動物的祖先演化出了強健的前肢,當時哺乳動物的祖先演化出這樣的特性也許為了適應在狹窄的穴居生活。較長的尾巴與發達的後腿則可能較容易被掠食者捕食,而逐漸被捨棄,於是當這些早期的哺乳動物在之後以截然不同方法演化出快速移動的方式。


References:

W. Scott Persons,  Philip J. Currie. 2017. The functional origin of dinosaur bipedalism: Cumulative evidence from bipedally inclined reptiles and disinclined mammals. Journal of Theoretical Biology. dx.doi.org/10.1016/j.jtbi.2017.02.032

沒有留言:

張貼留言