研究人員考古發現的洞熊頭骨比現有棕熊頭骨大很多 圖片來源： 《科學進展》網站
大部分人可能聽說過冰河時期驚心動魄的滅絕事件中，亞歐大陸猛獁長毛象、披毛犀、大角鹿等巨型動物群的消亡事件，但對體寬1.7米、身長3.5米、體重超過一噸的洞熊卻不一定很熟悉。
洞熊（學名Ursus spelaeus）是一種在更新世生存於亞歐大陸北部的熊，約2萬年前滅絕，因其化石多在洞穴內發現，故命名為「洞熊」。在很多著名的洞穴中，幾乎都發現過洞熊的整副骨骼化石。在我國北京周口店也曾有發現，它與巨型短面熊同為更新世的兩大巨熊。
洞熊到底吃素還是肉食動物，這種龐然大物的「食譜」與其滅絕有什麼關係，科學界卻一直眾說紛紜。在近40年間，通過對洞熊骨骼中氮-15水平的研究，有科學家認為它們嗜好嫩草、草根、草莓類植物，是食草動物；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，應該是肉食動物。近日，著名國際期刊《科學進展》發表論文稱，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育的關係，提出了「咀嚼導致鼻竇等系統功能退化，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藤佑一研究發現，洞熊骨骼中氮-15含量較低，擁有強壯的頜骨、大而平的牙齒，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構，正是洞熊在2萬多年前滅絕的原因。
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，由於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公斤竹子的熊貓相比，洞熊的食量有過之而無不及，營養轉化率非常低。但相反，棕熊是一種雜食動物，骨頭內氮含量較高，它們的食譜包涵水果、蜂蜜、魚等，豐富的飲食結構使它對環境的適應性更強，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
在歐洲中部的喀爾巴阡山脈，科學家們發現的洞熊骨頭表明，洞熊完全不是人們之前想像的溫和模樣，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食肉動物，甚至還吃人。科學家們通過分析近年在此山脈西南角發現的洞熊骨頭的數據表明，絕大多數洞熊體內的氮-15含量很多，超過眾多食草動物。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》雜誌發表了歐洲科學家的一項演化學研究報告稱，洞熊種群大約從4萬年前開始急劇減少，這個時間點早於氣候變冷時期，而與現代人類在歐洲擴散的時間重合。寒冷氣候以及之後的植物來源食物減少，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。人類包括捕獵在內的各種行為，可能打斷了這些亞種群之間的聯繫，從而在洞熊的滅絕中發揮了決定性影響。
與此相映襯的觀點早已出現在2008年的《美國國家科學院學報》雜誌上，一個由美國、英國和德國等國科學家組成的國際研究小組，公布了他們的發現——洞熊是人類祖先最強勁的對手之一。人類祖先憑藉著智慧，破壞了這些兇猛動物的居住環境，將它們逐出洞穴，趕往深山。有證據表明，一些洞穴曾經被古人類和洞熊類交替佔領過。並由此推測，當時人類趁洞熊冬眠期間，殺死或趕走那些萎靡不振的熊類；而春季到後，冬眠甦醒、腹中飢餓的洞熊又會襲擊人類並奪回洞穴。這樣周而往復的火拼，智力稍強的人類最終奪取了洞穴，並將它們趕盡殺絕。
最新觀點 咀嚼能力變弱不能吃肉而「長睡不醒」
而法國和比利時研究人員則通過分析洞熊的牙齒發現，洞熊是一種雜食動物，相對食草動物，食肉動物在進食過程中，會在體內不斷積累更多的氮。再者，黑熊和棕熊都是雜食動物，這表明，儘管洞熊大多數情況下可能以草食為主，但有時候它們也會嘗嘗葷腥。
德國波茨坦大學的阿克塞爾·巴洛等人曾分析過4隻生活在7.1萬年至3.4萬年前的洞熊基因組序列, 並將其與其它動物的基因組序列進行比較，還對其牙釉上的劃痕和斑點進行了分析，以判斷其食物構成。研究人員在《美國國家科學院學報》上介紹，他們發現洞熊並不是吃素的，在進入冬眠之前，洞熊的食物種類可謂豐富多彩，其中包括禽類和哺乳動物、無脊椎動物、種子以及各類乾果和鮮果。它也會像絕大多數的雜食動物一樣，在儲存了足夠的能量後才會進入冬眠。
《科學進展》發表的最新觀點認為，洞熊滅絕的原因，並不是與人類的競爭，而是因為洞熊鼻子進化出特殊結構。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隻洞熊和8隻現生棕熊的頭骨，比對發現洞熊的鼻竇出奇地大，而鼻竇直接影響了咀嚼方式、力度和幅度。因鼻竇變大，洞熊面顱骨和頭蓋骨出現變形，原本圓形的頭頂變得扁平，而且不斷向後延伸，犬齒、門齒的咬合力也因此變弱。隨著時間推移，它們無法使用門齒和犬齒將肉食撕裂食用，只能依靠臼齒將植物研磨碎吞咽。因此當草不夠吃的時候，它們也就無法轉而以肉類為食。
洞熊為何會演化出大鼻竇？在寒冷的冰期，洞熊一年中冬眠的時間要長於其它熊科動物，大鼻竇有助於降低冬眠時的消耗。鼻竇是顱骨內的空腔，一共有四對，左右對稱，可以對吸入鼻腔空氣的溫度和溼度進行調節，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，為了適應環境，洞熊演化出了大鼻竇。有了大鼻竇，它們就能在寒冬裡通過冬眠減少能量消耗，從而渡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來維繫生存，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」，最後導致整個物種的滅絕。
當然，關於洞熊的鼻竇結構，還需要更多的研究證據。相信隨著科學家們掌握的科學發現越來越多，洞熊到底是素食動物還是雜食動物，以及洞熊滅絕之謎最終將大白於天下。（記者 趙漢斌）
來源：科技日報