中華板齒犀生態環境復原。
板齒犀類頭部和角的進化。 陳瑜繪
已經滅絕的真板齒犀一直被認為是「獨角獸」的原形——它的額骨上長有一隻兩米長的角。這種巨大的犀牛一直生存到更新世末期,並被富有藝術氣質的古人類「定格」在洞穴壁畫上。科學家對它一直有一個疑問:所有其他的板齒犀都有一個或強或弱的鼻角,只有真板齒犀突然失去了鼻角,同時獲得了巨大的額角。這種巨大的變化是如何產生的,真板齒犀是從何起源的?
中科院古脊椎動物與古人類研究所的鄧濤研究員等人在最新一期《科學通報》英文版上,報導了他們在甘肅臨夏盆地的晚中新世紅粘土中的新發現——一具大型的拉氏中華板齒犀頭骨,由此為真板齒犀的起源提供了直接的證據。
中華板齒犀是一種生活在遠古的、體型巨大的犀牛,體重超過7噸;而最大的現生犀牛——非洲白犀只有3.2噸至3.6噸。拉氏中華板齒犀是中華板齒犀和真板齒犀類群中最原始的種,而在之前的系統發育分析中,由於缺少頭骨資料,其在進化中的位置未能完全確定。
新發現的這具頭骨距今約有700萬年了,它有一個向後位移的鼻角和一個較小的額角。「顯然,中華板齒犀是板齒犀類中從鼻角向額角轉變的過渡形態類型。」鄧濤說。
從形態上看,頭骨的鼻額部強烈隆起而粗糙,形成一個巨大、中空的穹窿,這一結構減輕了鼻骨和額骨的重量,與它們只具有大型鼻角的前輩們完全不同。同時,它的鼻角角座向後位移到達額骨,並與一個較小的額角角座相連——這種組合方式在任何其他絕滅和現生的犀牛中從未出現過。其角座的背面有許多粗大的隆突,起到增加固著強度的作用;腹面有一個骨化的縱向鼻中隔,還有一系列斜向的側肋,形成桁架結構,以加強支撐力。
鄧濤分析,因為中華板齒犀的鼻角變得過於龐大,即使有骨化的鼻中隔,它的鼻骨也無法承受角的重量。為了保持越來越重的大角,板齒犀們只得發展出兩種「策略」:一是鼻角向後位移變成額角;二是長頭型變為短頭型。而這兩種變化果真同時發生在真板齒犀的頭骨上。
「新材料的發現解釋了板齒犀類從鼻角到額角的過渡,填補了具鼻角的祖先和具額角的後代之間存在的巨大形態鴻溝。」鄧濤說:「在演化中,板齒犀的鼻角逐漸變大並向額骨位移,同時發育一個較小的額角,最後兩角癒合成一個龐大的額角。這一發現也解釋了真板齒犀額角的角座中央為何存在一條明顯的橫向骨縫,這是鼻角角座和額角角座相互癒合留下的痕跡。」
(原載於《光明日報》 2013-05-14 06版)