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如果在人類誕生之前地球上最后一只大象倒下,數(shù)百萬年后人類考古學(xué)家挖出一具象骨化石,他們能想象出這種生物曾拖著一條靈活的長(zhǎng)鼻子嗎?這個(gè)問題就像讓現(xiàn)代人對(duì)著霸王龍骨架猜它有沒有羽毛一樣刺激。

誠然,靠化石復(fù)原已經(jīng)滅絕的物種是唯一的依據(jù),但是,正是因?yàn)闆]有見過,所以在復(fù)原時(shí)也會(huì)出現(xiàn)讓人啼笑皆非的事情,比如我們看這張圖:

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你可能不會(huì)相信,這是考古學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一具恐龍的完整骨骼化石后復(fù)原而成的一頭恐龍的形象,但事實(shí)上,經(jīng)過不斷的修改,它變成了這樣:

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沒錯(cuò),它就是第一個(gè)被命名的恐龍-斑龍,這前后的復(fù)原圖不能說差距很大,只能說幾乎完全不是一個(gè)物種,由此可見,根據(jù)化石復(fù)原物種原本的面貌原本就是一件很難的事情,尤其是像大象這種動(dòng)物,想要完全復(fù)原更是難上加難。為什么這么說呢?

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化石界的"消失器官"定律

在古生物學(xué)界有個(gè)心照不宣的秘密:化石就像被美圖秀秀P過的照片,總把最精彩的部分抹掉。大象的鼻子、恐龍的羽毛、劍齒虎的胡須,這些軟組織99.99%都會(huì)在時(shí)間的長(zhǎng)河里化成一縷青煙。而這恰恰是化石想要復(fù)原物種原樣的難點(diǎn),為了直觀的了解化石復(fù)原難度,我們可以看一個(gè)對(duì)比:

| 身體部位 | 形成化石概率 | 保存時(shí)長(zhǎng) |

| 骨骼 | 30% | 百萬年級(jí)別 |

| 牙齒 | 50% | 億年級(jí)別 |

| 象鼻 | 0.001% | 千年內(nèi)消失 |

| 耳朵 | 0.0001% | 幾周內(nèi)腐爛 |

從這個(gè)表我們可以看出,我們通??吹降膭?dòng)物化石都是由骨骼和牙齒組成的,至于其他的組織太難保留了,像象鼻這種器官化石形成的概率只有十萬分之一,而且保存的時(shí)間也比較短(相比較時(shí)間的長(zhǎng)河),因此,如果象族在人類出現(xiàn)之前都滅絕了,如今的我們只能得到這樣的化石。

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下面我們?cè)賮砜匆幌氯祟愒?jīng)的烏龍。公元前5世紀(jì)的希臘人挖到猛犸象頭骨時(shí),把鼻孔位置的大洞當(dāng)成了獨(dú)眼巨人的眼眶,這個(gè)誤會(huì)持續(xù)了2000多年。要是連最顯眼的鼻孔都會(huì)認(rèn)錯(cuò),更別說完全沒痕跡的鼻子了。

那么,象族滅絕后鼻子既然沒法保存,那么就無法復(fù)原大象原本的長(zhǎng)鼻子了嗎?答案是否定的。

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骨骼里的摩斯密碼:破解長(zhǎng)鼻子的五大線索

判斷一個(gè)滅絕的物種的某一器官特征,除了化石直接外,還可以根據(jù)該物種的骨骼化石進(jìn)行推測(cè)和建模。

首先是短脖子引發(fā)的"生存危機(jī)"。所有哺乳動(dòng)物都遵循"頸椎不過七"的鐵律,但大象2米高的頭顱配上7節(jié)小短脖,活像頂著三層蛋糕的嬰兒。挖出這樣的骨骼化石,通過復(fù)原能得到一頭低頭時(shí)嘴離地面還有1.2米、長(zhǎng)牙普遍超過1.5米、要吃到草必須整個(gè)趴下(但體重6噸根本做不到),這就逼得古生物學(xué)家必須給它們找個(gè)"外掛器官"——要么是長(zhǎng)舌頭,要么是長(zhǎng)鼻子。

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其次是顱骨上的"肌肉印章"雖然象類滅絕后鼻子本身留不下痕跡,但附著在顱骨上的肌肉群會(huì)留下蛛絲馬跡。就像健身達(dá)人會(huì)在骨頭上留下肌肉印記,控制象鼻的肌肉群會(huì)在顱骨特定位置形成一些特征,比如鼻根處的凹陷紋路、眼眶周圍的應(yīng)力痕跡以及額骨的增厚區(qū)域等等。

通過顱骨上的這些痕跡,科學(xué)家們會(huì)將上面我們說到的“長(zhǎng)舌頭或者長(zhǎng)鼻子”中的舌頭排除掉,這樣長(zhǎng)鼻子會(huì)被進(jìn)一步的確定。

最后是牙齒里的菜單情報(bào)。大象的臼齒像巨型搓衣板,這種結(jié)構(gòu)專門對(duì)付粗糙的草本植物。對(duì)比其他長(zhǎng)鼻類化石:鏟齒象的鏟形下頜適合切割水生植物;猛犸象的齒冠適合研磨凍土苔蘚;現(xiàn)代象的齒板??藷釒в膊荨?/p>

不同食性對(duì)應(yīng)不同的取食方式,就像從餐具能反推食物類型。發(fā)現(xiàn)草食性+無法低頭這個(gè)組合,長(zhǎng)鼻子就成了唯一解。

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除了以上這些因素外,幼象化石也可能成為長(zhǎng)鼻子的關(guān)鍵證據(jù)。剛出生的小象鼻子只有30厘米,但顱骨上的肌肉附著點(diǎn)已經(jīng)形成。就像人類嬰兒頭骨留有喉部發(fā)育痕跡,幼象化石能展示鼻子的成長(zhǎng)軌跡。

同時(shí),2019年在西伯利亞發(fā)現(xiàn)的猛犸象糞化石里,檢測(cè)出未完全消化的草莖長(zhǎng)度超過1米。要采集這么長(zhǎng)的草莖,除了靈活的鼻子,其他器官根本做不到。當(dāng)然,這只是相對(duì)科學(xué)的推測(cè),利用如今的科學(xué)技術(shù),也能將大象的長(zhǎng)鼻子給復(fù)原出來。

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科學(xué)家的復(fù)原工具包

利用科學(xué)的手段,我們能知道許多早已滅絕的物種的原本面貌,比如有限元分析,可以給骨頭做CT,通過計(jì)算機(jī)模擬不同取食方式對(duì)骨骼的力學(xué)影響,就像給化石做"壓力測(cè)試"。中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),鏟齒象的下頜在切割植物時(shí)承受的應(yīng)力,正好對(duì)應(yīng)鼻部肌肉的發(fā)力模式。

還有同位素偵探,牙釉質(zhì)中的碳13同位素比例能還原食譜:

? C3植物(樹木)比例高 → 可能需要長(zhǎng)鼻摘樹葉

? C4植物(草本)比例高 → 可能需要長(zhǎng)鼻卷草

配合氧同位素還能判斷棲息地濕度,推斷是否生活在需要涉水的環(huán)境。最后可以用現(xiàn)生動(dòng)物對(duì)照實(shí)驗(yàn)

科學(xué)家讓跟大象骨骼相似的動(dòng)物戴著動(dòng)作捕捉設(shè)備進(jìn)食,此時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)卷取動(dòng)作會(huì)引發(fā)特定頸部肌肉收縮、噴水時(shí)鼻根肌肉群有獨(dú)特運(yùn)動(dòng)軌跡,這些數(shù)據(jù)與化石上的生物力學(xué)痕跡形成交叉驗(yàn)證。

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單一的從某個(gè)角度去還原已滅絕人類還沒有見過的生物是不可取的,比如1200萬年前的恐象沒有長(zhǎng)鼻卻演化出向下彎曲的奇特象牙,這個(gè)案例就提醒我們:古生物可能演化出現(xiàn)代沒有的器官組合、過于依賴現(xiàn)生動(dòng)物類比會(huì)導(dǎo)致誤判、永遠(yuǎn)要為"超乎想象"的演化可能留余地。

就像2013年發(fā)現(xiàn)的埃德蒙頓龍頭冠,完全顛覆了之前對(duì)鴨嘴龍類的認(rèn)知。或許某天我們也會(huì)挖出長(zhǎng)著觸手狀鼻子的未知象類化石。

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埃德蒙頓龍

當(dāng)未來的考古學(xué)家站在大象化石前,他們或許會(huì)像今天的我們研究恐龍一樣,在骨頭上描繪出帶問號(hào)的長(zhǎng)鼻子。但正是這些未解之謎,讓古生物學(xué)成為永不落幕的偵探劇。每一個(gè)化石都是遠(yuǎn)古生命寫給未來的謎語,而我們手中的科學(xué)工具,正在變成越來越精準(zhǔn)的解碼器。

下次你在動(dòng)物園看到大象用鼻子卷起花生時(shí),不妨想象百萬年后的人類考古學(xué)家,正拿著它的頭骨碎片抽絲剝繭。這個(gè)畫面提醒我們:每個(gè)物種都是演化長(zhǎng)河中的奇跡,而保護(hù)生物多樣性,就是在守護(hù)無數(shù)尚未破解的生命密碼。