「美洲豹王朝」的200萬年

2021-02-18 中科院之聲

豹屬Panthera是貓科動物中體型最大,最兇猛的一支。大家耳熟能詳的貓科猛獸,比如老虎、獅子、豹子、雪豹和美洲豹都屬於豹屬。這些物種中只有美洲豹是分布在新大陸的。誰能想到如果時鐘撥回幾十萬年,現在分布在新熱帶界的美洲豹也曾經叱吒北半球。我們最近的研究則進一步揭示了他們曾經的輝煌。美洲豹的故事要追溯到上新世……

美洲豹Panthera onca(圖片來自網絡)

走出非洲

根據分子生物學的證據,美洲豹是非洲大貓(獅,豹,美洲豹支系)中最早分化出來的一支,與豹子-獅子分化的年代大概在365萬年前。有趣的是,非洲最早的豹屬化石證據也來自於這個年代。最早的記錄產自坦尚尼亞的累託裡Laetoli。累託裡是非洲「人類搖籃」系列遺址中非常著名的一個,因為發現了累託裡足跡。這個足跡化石為南方古猿Australopithecus afarensis(即露西屬於的那個種)留下的行走的痕跡,為南方古猿已經以直立行走為主要行動方式提供了有力證據。該地發現了2種豹屬大貓還不能歸入到任何現生物種。最早的美洲豹的化石則來自南非Kromdraai,其年代為190萬年前。

早更新世的氣候環境變冷造就了更加開闊的草原,為動物遷徙打開了通道。人類的祖先大概在180萬年首次走出非洲,第一站就是西亞的喬治亞的著名化石遺址德馬尼西Dmanisi。有趣的是美洲豹在亞洲最早的化石記錄也是在這裡。他們和人類的祖先一起走上了徵服世界的道路。作為食肉動物,他們遷徙擴散的速度大大超過早期人類,在出現在西亞的同時,美洲豹也出現在歐洲,比較著名的化石點來自義大利的Upper Valdarno和Olivola,而人類在30萬年後才正式進入歐洲大陸。

這一時期的美洲豹體型比現生種Panthera onca略大,形態上存在一定的差別,如牙齒還沒有那麼壯碩,因此被認為是一個獨立的物種岡巴佐格豹Panthera gombaszogensis(下面我們依然用美洲豹來稱呼他,不是作為一個物種,而是一個支系)。

美洲豹的遷徙路徑(陳瑜 繪製)

 

叱吒歐亞

美洲豹是第一個進入歐洲的豹屬成員。在美洲豹進入歐洲之前,當地的大型貓科動物有4種,包括2種劍齒虎類(屬於貓科的一個獨立亞科,和豹屬沒有親緣關係):鋸齒虎 Homotherium和巨頦虎 Megantereon,和2種貓亞科的大型成員:巨獵豹 Acinonyx pardinensis和歐亞山獅 Puma pardoides。美洲豹的生態習性和這4種大貓都不同,沒有太激烈的競爭。因此在歐洲地區很快如魚得水,成為歐洲早更新世最常見的大貓。

而在亞洲地區,美洲豹除了西亞外,還發現在中亞地區,而我們最近的關於南亞的化石的研究表明他們在140萬年左右的時候已經到達這裡。這種非凡的擴散能力似乎是非洲大貓的一個家族技能(後面我們還會提到獅子和豹子的情況)。毫無疑問,美洲豹是這個時期分布最廣的豹屬動物。東亞地區的情況還不明朗,有待於進一步研究。

南亞地區新報導的美洲豹化石

 

入主新大陸

第四紀冰期造成了周期性的海平面的下降,歐亞大陸和北美大陸之間的白令海峽時常露出地表,形成了白令陸橋。

北美洲地區不是貓科演化的核心區域,在新近紀和第四紀早期沒有任何豹屬物種存在。

美洲豹憑藉著卓越的遷徙能力,在早更新世末期通過白令陸橋進入北美洲(85萬年前),成為第一個到達新大陸的豹屬物種。這個時期,北美的大型貓科動物只有2種,即劍齒虎類的纖細刃齒虎Smilodon gracilis和貓亞科的驚豹Miracinonyx。前者是高度特化的劍齒虎類,而後者是新大陸與獵豹平行演化的大型貓亞科動物,二者的體型都較小,生態習性也和美洲豹相差巨大。

和當初進入歐洲一樣,美洲豹很快在北美順風順水,稱王稱霸,演化出了體型較大的奧古斯塔美洲豹Panthera onca augusta。大概在中更新世,美洲豹順勢進入南美洲,成為亞馬遜的主人。不過南美洲的化石記錄比較匱乏,美洲豹進入南美的具體時間仍然有著很大的不確定性。

王朝覆滅

王朝自古便是更替的,優勢物種的取代也是如此。美洲豹是非洲大貓支系最早分化出來的支系,而事實上他的姐妹支系中的獅子則可能是美洲豹王朝的覆滅者。大約在60-80萬年前,獅子也從非洲出發,開啟了徵服世界的旅程。他們很快出現在歐亞大陸北部,一般叫做洞獅Panthera spelaea,個體比現代獅子更加巨大,並且有可能是有史以來最大的貓科動物。獅子和美洲豹同屬於非洲大貓,二者在生態上的主要差別在於獅子的個體更大,肢骨結構更加適應奔跑。這在環境相對開闊的歐亞大陸北部相對於美洲豹更加有優勢。現在同域分布的大型食肉動物,體型較大的一方往往對較小的一方有壓製作用。在獅子進入歐亞後,很快成為歐亞大陸北部最常見的豹屬化石物種,而美洲豹的則日漸衰退,在舊大陸大概在30-40萬年前銷聲匿跡。

獅子繼承了家族擅長遷徙的能力,在中更新世晚期,大約20-30萬年通過白令陸橋到達北美,很快取代了美洲豹在北美頭號豹屬大貓的地位。獅子和美洲豹在更新世末的大滅絕中幾乎同時消失於北美。如果沒有這次滅絕事件的話,不知道在歐洲,美洲豹逐漸被獅子取代的往事會不會重演。

擅長奔跑的獅子Pantheraleo(圖片來自網絡)

美國加利福尼亞瀝青湖出土的獅子骨架(左),右側為同一產地出土的刃齒虎(一種大型劍齒虎類,體型和現代獅虎近似)。(筆者拍攝於洛杉磯瀝青湖博物館。)

南美洲一直是美洲豹的樂園。最近的研究表明獅子在晚更新世也曾經進入南美洲的開闊地帶(巴塔哥尼亞)。然而獅子是一個草原物種,無法適應亞馬遜的叢林,因此在南美洲從未繁盛過。

如果縱觀獅子和美洲豹的發家歷史,會發現二者的遷徙路線非常近似。二者都起源於非洲,先後遷徙到歐亞大陸,北美洲和南美洲。美洲豹總是先遷徙到新的大陸,而獅子隨後沿著相同的路線遷徙到美洲豹的地盤。事實上,並非獅子比美洲豹演化的更加完美,而是在全球變冷,草原擴張的環境背景下,相對更適應開闊地帶活動的獅子成為氣候變化的得利者。

美麗新世界

我們最近的研究發現現生的美洲豹和舊大陸的美洲豹除了在體型上的差別外,還在一些牙齒結構上存在較大的差異。這些差異表現在現生美洲豹的犬齒溝槽退化,和前臼齒粗壯化。貓科動物的犬齒普遍存在溝槽。對於溝槽的機械力學分析從未有人做過研究,但是一般認為這種溝槽和貓科刺入獵物肉體類後緩解內外氣壓有關。然而溝槽的存在會使得犬齒咬合的時候應力集中在溝槽附近,導致犬齒相對易於折損。

現代美洲豹和其他豹屬成員不同,主要食物是中小型動物,並包含相當多的硬殼/硬皮動物(鱷,龜,犰狳等),並且美洲豹捕殺獵物發方式不像一般的豹屬動物那樣以鎖喉(接觸軟組織)為主,而是以咬後腦勺(接觸骨骼)為主。

這種習性顯然對牙齒的強度有著更高的要求。美洲豹犬齒溝槽退化和前臼齒粗壯化很可能正是對這些習性的適應,而這些特徵在歐亞大陸的美洲豹中的缺失則說明歐亞的美洲豹祖先很可能依然是以有蹄類為主食的,而美洲豹進入新熱帶界的雨林後,由於有蹄類動物資源相對匱乏,才逐漸發生形態演化。事實上,現生美洲豹食譜中重要的組分:犰狳和小型鱷魚在舊大陸都是不存在的,這也與上述推斷相吻合。

美洲豹捕殺凱門鱷 (圖片來自網絡)

現在的美洲豹已經適應了新熱帶界的雨林生活,不再像老祖宗一樣適應在開闊地帶捕殺中大型有蹄類。然而這可能恰恰是美洲豹成功在更新世末大滅絕中存活下來的原因。第四紀末的大滅絕事件對全球的生態系統產生了深遠影響,生態系統的崩潰導致大型食草動物大量減少或滅跡,而以食草動物為主食的大型食肉動物也因此也迎來了末日。

曾經叱吒風雲的劍齒虎家族在這次滅絕事件中徹底走到了盡頭;高速獵手驚豹也悄無聲息的消失在北美大陸。風光無限的獅子完全適應開闊地帶的生活,高度依賴大型獵物,因此在這次滅絕事件中在全北界幾乎完全消失,被打回了非洲老家。而在雨林地區的美洲豹已經開始適應捕食中小型獵物為主,反而躲過了這次大滅絕的影響。所謂失之東隅收之桑榆,雖然美洲豹失去了曾經廣闊的疆域,但是他們在新大陸的雨林裡開創了自己新的王朝,並成為一方傳說。

以美洲豹為原型的阿茲特克的神特斯卡特利波卡Tezcatlipoca(圖片來源:Wikipedia)

來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

溫馨提示:近期,微信公眾號信息流改版。每個用戶可以設置 常讀訂閱號,這些訂閱號將以大卡片的形式展示。因此,如果不想錯過「中科院之聲」的文章,你一定要進行以下操作:進入「中科院之聲」公眾號 → 點擊右上角的 ··· 菜單 → 選擇「設為星標」

相關焦點

  • 這種貓科動物屬於豹屬,卻不能和獅子、老虎、豹子、美洲豹雜交
    這種貓科動物屬於豹屬,卻不能和獅子、老虎、豹子、美洲豹雜交貓科豹屬的動物一共有5種,按照體型從小到大的順序分別為雪豹、豹子、美洲豹、獅子、老虎。其中體型相對較小的雪豹,因舌骨基本骨化,不能像獅子、老虎、美洲豹那樣發出吼聲,只能發出嘶嚎,所以曾被單獨歸為一個屬,即雪豹屬。雪豹曾不被歸為豹屬,還有一個原因是它不能和獅子、老虎、美洲豹、豹子這4種大型貓科動物雜交並產生雜交種,而獅子、老虎、美洲豹和豹子之間都能夠進行進行雜交,並能生出後代(後代一般認為是不可育的)。
  • 美洲豹又稱美洲虎,它是豹還是虎?為什麼是斑塊而不是條紋?
    首先說明:美洲豹既不是豹也不是虎,而是一種特殊的貓科動物。美洲豹,又稱美洲虎。因為它身上布滿斑點,和花豹很像,生活在美洲大陸,所以被稱為美洲豹。又因為身體壯碩,腦袋較圓,故稱為美洲虎。稱它為美洲豹和美洲虎都可以,沒有嚴格規定。
  • 動物世界-美洲豹 Jaguar
    美洲豹在頭上和四肢上的花斑為黑色的斑點,毛色同豹差不多,全身呈金黃色至橘黃色。除了已被發現在亞利桑那州的美洲豹繁殖族群(在圖森南部),美洲豹自20世紀初開始就已在美國消失(地區性絕種)。雖然如此,一些美洲豹的族群仍然很可能存在於美國一些未被觀察的地區,包括南亞利桑那州、新墨西哥州甚至德克薩斯州。
  • 獵豹、美洲豹都不是豹,嚴格意義上的豹只有一類
    「豹」,這實際上是不對的,尤其是獵豹,與「豹」相差甚遠,而將美洲豹認為是豹的一種還情有可原,畢竟它也是豹屬五種動物之一。根據各個地方對它們叫法的不同,美洲豹也可以稱之為美洲虎,它是現存第三大的貓科動物,體型僅次於獅虎。從歷史分布來看,美洲豹的分布範圍曾最北曾到達了加利福尼亞的北部,但如今美國已經沒有美洲豹了,目前它的分布範圍僅限於中美洲及南美洲。
  • 盧森堡亞發布美洲豹消防車
    開幕日當天,奧地利盧森堡亞(Rosenbauer)公司首先發大招,舉行了全新機場消防車美洲豹(Panther)新聞發布會。盧森堡亞全新美洲豹機場消防車Faster,Stronger,Safer(更快、更強、更安全)是全新美洲豹的宣傳口號,自1992年首臺美洲豹誕生起,在23年的時間內全球範圍內銷售已經超過
  • 繪本《美洲豹與我》,讓孩子收穫成長的力量
    他把這個承諾也告訴了布朗克斯動物園裡那隻憂傷的美洲豹,說得流利極了。慢慢地,在他的努力下,他終於說出了話!沒有結巴!可是他還是覺得缺了什麼,於是,他開始深入森林研究動物。後來,又來到了貝里斯研究美洲豹,在這裡他擁有前所未有的活力,也找到了歸宿。
  • 首都機場引進美洲豹新型消防車
    中國民航網 通訊員張俊 攝影報導:5輛盧森堡亞公司的美洲豹從奧地利海運登陸天津港,於近期到達首都機場消防支隊。首都機場在東跑道環場路附近對5輛車的行駛加速性能、最快車速、大炮出水時間、距離等18大項、44小項車輛關鍵性能進行了測試,完成了驗收工作,標誌著首都機場正式引進此款新型消防車。
  • 巴西:美洲豹打哈欠伸舌豪放不羈 神似滾石樂隊「紅舌頭」!
    2020年10月16日訊(具體拍攝時間不詳),巴西潘塔納爾溼地,一隻3歲的美洲豹打哈欠伸出舌頭,看起來就像是滾石樂隊著名的紅舌頭標誌。美洲豹打哈欠,並不是瞌睡的表現,而是它為了準備狩獵而在吸取足夠的氧氣。
  • 看看花豹和美洲豹的區別
    美洲豹和花豹都是健壯勇猛的伏擊者,但要想分辨一二,還得看看我們的科普哦。花豹被毛上的斑紋特寫,類似於抽象的玫瑰花型。攝影:BEVERLY JOUBERT, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE美洲豹被毛上的斑紋特寫,呈現出更複雜的玫瑰花型。
  • 美洲豹捕殺水豚,水豚卻沒有逃走,接下來一刻後悔了
    美洲豹捕殺水豚,水豚卻沒有逃走,接下來一刻後悔了一群水豚在河中休息,看上去非常的悠閒,但是,寧靜的時光總是短暫的,遠處的美洲豹突然趕來,水豚只是象徵性的遊到其它的地方,而美洲豹對它們緊追不捨。水豚本以為不會攻擊自己,依然在水中遊玩,但是下一秒,美洲豹就讓水豚見識了真正的實力,美洲豹突然襲擊水豚,此時的水豚根本沒有逃跑的機會,直接被美洲豹拖入草叢中食用。水豚的夥伴們看到之後,也是被震驚了,連忙逃跑,其實,水豚之所以不逃跑,是有原因的,在動物界中,水豚與其它的動物們都能夠和平相處,性情非常的溫順,它可以堂而皇之的在鱷魚面前走動。
  • Panthère de Cartier:美洲豹系列的「小秘密」,你知道幾個?
    這幅優雅的繪圖採用了Art Deco裝飾藝術晚期的風格,一位年輕女子身著保羅波瑞(Paul Poiret)設計的褶襉長袍,美洲豹則躺在她的腳邊作為背景的一部分。 2.第一件有美洲豹圖騰的作品是手錶
  • 盧森堡亞全新美洲豹消防車獲紅點大獎
    盧森堡亞全新美洲豹消防車獲紅點大獎 作為去年在Interschutz hannover2015首發的新一代大型機場消防救援車,全新盧森堡亞美洲豹機場消防車在眾多入圍的工業產品中脫穎而出,榮獲紅點產品設計大獎。
  • 美科學家費勁心思研究香水引美洲豹「上鏡」
    據美國獵奇新聞網站「odditycentral.com」12月30日報導,科學家目前正使用一款名為「迷戀」(Obsession)的卡文克萊(Calvin Klein)牌男士香水,吸引野生美洲豹到紅外觸發相機跟前「上鏡」。據悉,研究人員會在相機可視範圍內的樹幹上噴灑此款香水,吸引野生美洲豹前去。
  • 中國少兒教育巔峰力作——美洲豹英語
  • 英國牙醫為美洲豹治療折斷牙齒
    5月9日訊(具體拍攝時間不詳),英國肯特,一隻名叫阿斯頓的13歲美洲豹不幸折斷了四顆犬齒,勇敢的牙醫Matthew Oxford對他進行了四次根管治療,據悉,這隻18公斤的美洲豹恢復得很好 英國肯特,一隻名叫阿斯頓的13歲美洲豹不幸折斷了四顆犬齒,勇敢的牙醫Matthew Oxford對他進行了四次根管治療,據悉,這隻18公斤的美洲豹恢復得很好,現已返回保護區,那裡還有另外兩隻瀕臨滅絕的大貓科動物
  • 美洲豹是位成功獵手,白天在樹上休息,不要吃掉我啊
    它們從不輕易地消耗體力,美洲豹總會被人類捕殺,沒有兩隻豹子的花斑是相同的,它們數量急劇減少,美洲豹會利用樹葉作偽裝。它們很會調整自己的狀態,美洲豹總會被人類捕殺,它們的皮毛是他天然的保護色,它們數量急劇減少,會爬到樹枝上觀察周圍情況的美洲豹。
  • 美洲豹蹲在樹枝上狩獵,卻遭到水獺的不斷挑釁!
    美洲豹蹲在樹枝上狩獵,卻遭到水獺的不斷挑釁!被人們當作寵物養的水獺看上去非常可愛,它經常會對著主人賣萌撒嬌,膽子更是非常小,即使是看到狗狗也嚇得落荒而逃,不過在野外的它卻非常囂張,美洲豹蹲在樹枝上狩獵,卻遭到水獺的不斷挑釁!
  • 身騎兇猛美洲豹《冒險島M》更新豹弩遊俠
    【17173新聞報導,轉載請註明出處】3月29日,NEXON旗下的《冒險島M》進行更新,添加了全新職業「豹弩遊俠」,並公開了介紹視頻。作為反抗者職業群弓手系列的「豹弩遊俠」,是款身騎兇猛的美洲豹進行移動及使用技能的職業,使用主武器弩和輔助武器箭頭。「豹弩遊俠」不僅能使用弩進行遠程攻擊,還能使用美洲豹展開近戰攻擊。
  • 越南消防隊買家秀,展示怪獸級消防車,與德軍「美洲豹」戰車同名
    日前,越南消防部門在峴港韓橋AZURA公寓寫字樓旁,展示一輛新配備的奧地利盧森堡亞研發生產的「美洲豹」機場消防車。這款堪稱怪獸的機場消防車,與德軍「美洲豹」步兵戰車同名,也是世界上廣受歡迎的機場消防車品牌。它有4x4、6x6和8x8構型,越南裝備的是6x6構型。
  • 美洲豹可是長跑冠軍,白天在樹上休息,想和它們做朋友
    它們非常善於奔跑而且速度快,美洲豹身上的皮毛很珍貴,它們的皮毛是他天然的保護色,總是願意呆在密林深處狩獵,美洲豹會利用樹葉作偽裝。它們非常善於奔跑而且速度快,美洲豹身上的皮毛很珍貴,舌頭上長有刺,斑點和花形圖案是華麗的偽裝,美洲豹屬於大型的貓科動物。