生物学 为什么长颈鹿的脖子那么长?

【生物学|为什么长颈鹿的脖子那么长?】
生物学 为什么长颈鹿的脖子那么长?
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进化生物学的挑战是解释适应性的起源和功能 。 有时事实证明事情比乍一看要复杂得多 。 一个例子是长颈鹿 , 或者更确切地说是它不可思议的长脖子 。 很明显:长颈鹿的脖子可以长到两米长 , 之所以被选中 , 是因为它的主人可以独享树木最顶端的叶子 , 而其他动物无法触及它们 。 那么 , 这是一种旨在避免与其他动物竞争食物的适应 。 多年来 , 这是公认的版本——毕竟 , 查尔斯·达尔文在《物种起源》中也提到过这个问题 。 达尔文解释说 , 该物种通过小的、连续的阶段获得了很长的脖子 , 每个脖子稍长的个体平均能够比脖子较短的亲戚更好地生存:“长颈鹿身材高大 , 脖子、前腿、头部和舌头都非常细长 , 整个框架非常适合在较高的树枝上觅食 。 因此 , 它可以获得居住在同一国家的其他有蹄类动物或有蹄动物无法获得的食物;这一定是它在短缺期间的一大优势...... 因此 , 在新生的长颈鹿的自然环境下 , 那些浏览量最高、在稀缺时能够比其他长颈鹿高出一两英寸的个体 , 通常会被保存下来 。 ”
随后 , 长颈鹿的脖子成为教科书案例 , 在众多书籍和流行文章中作为自然选择的一个例子 。 然而 , 在 1990 年代中期 , 一些生物学家对这一论点提出了主要反对意见:观察表明 , 长颈鹿根本不怎么使用它们的长脖子在高处觅食 。 事实上 , 在食物竞争最激烈的时候 , 雌性可以用多达一半的时间保持脖子水平 , 而不是利用它们的身高优势 。 这些生物学家提出了一种不同的设想 , 彻底改变了长颈鹿进化史的经典观点 。
他们认为 , 长颈鹿脖子的目的主要是作为雄性之间战斗时使用的武器 , 就像雄性羚羊使用它的角或雄鹿使用它的鹿角一样 。 雄性长颈鹿为了接近雌性长颈鹿而沉迷于“脖子打架” , 猛烈地互相摆动脖子 , 并用沉重的头作为支撑物 。 雄性的头骨非常厚 , 当用作武器时能够折断椎骨:尼日尔共和国的长颈鹿数量很少 , 但在 2009 年 , 它记录了两次颈部斗殴后死亡 。 在这种情况下 , 雄性长颈鹿的脖子比它的对手更粗显然是一个优势 , 而更长的脖子提供了更大的灵活性和扭矩 , 从而使其成为更有效的武器 。 繁殖最成功的雄性也有最长的脖子 , 所以从字面上看 , 长颈鹿脖子的演变变成了一个宏大的故事 。
然而 , 如果是这样 , 为什么雌性长颈鹿的脖子也很长?迄今为止提供的唯一解释是 , 这可能是“性别之间的遗传相关性”的一个案例——当似乎没有其他解释合适时 , 这种假设经常被拖延 。 虽然有说服力 , 但这个想法并不能很好地解释事情 。 如果性选择是原因 , 雄性的脖子应该明显长于雌性 , 但 2013 年的一项研究发现雄性的脖子只比雌性稍长 , 这种差异太小 , 无法仅用性选择来解释 。
长颈鹿的脖子有多种功能:哪些功能塑造了它的进化是生物学家争论不休的主题 ? WLDavies/Getty Images
更令人困惑的是 , 2007 年进行的一项研究得出的结论是 , 长颈鹿确实会用它们的脖子吃草最顶端的树枝 。 研究人员用铁丝网将一些树木围起来 , 这样较小的食草动物就无法到达较低的树枝 , 但长颈鹿仍然可以伸过网的顶部吃草 。 当将有围栏的树木与没有围栏的树木进行比较时 , 研究人员发现 , 实际上 , 当其他物种争夺较低的叶子时 , 长颈鹿确实会浏览较高的树枝 。 所以也许达尔文毕竟是对的:长颈鹿使用它们的长脖子是为了避免竞争 。 化石证据为他的假设提供了进一步的支持:长颈鹿似乎在 14 到 1200 万年前形成了长脖子 , 在此期间 , 非洲经历了普遍的干旱化 , 其森林让位于大草原 。 随着树木数量的减少 , 对每棵树的竞争肯定会增加 , 因此有利于选择长脖子 。
幸运的是 , 一种解释并没有排除另一种解释:吃草较高分支的能力可能是塑造两性长颈进化的一种优势 , 而它在雄性之间的竞争中用作棍棒是一个进化因素 , 解释了男性和女性头骨的厚度存在显着差异 。 总之 , 长颈鹿的脖子有多种用途 , 很难说其中哪一种对其进化影响最大 。
此外 , 野外生物学家提出了一系列其他假设来解释颈部的伸长 。 也许它提供的高大视野有助于动物发现捕食者 , 或者它的大表面积有助于调节体温 。 甚至有人提出 , 脖子可能随着长颈鹿的腿变长而进化 , 从而确保它们可以继续在水坑里喝水 。

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