▲视频中部分内容由AI生成

提到马,我们脑海里都是健硕的身躯、修长的四肢,以及一个轮廓分明的鼻子,可在数百万年前的东亚草原上,却生活着一种长着“大鼻子”的马——长鼻三趾马

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究发现,长鼻三趾马的“长鼻”不但是其在草原上奔跑生存的“夺冠神器”,还藏着青藏高原隆升与生物演化的重要秘密

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长鼻子的“身份”之谜

长鼻三趾马的化石首次在河南渑池的早更新世地层中被发现,它的鼻骨形态格外特别,与其他马科动物截然不同,反倒与现代东南亚的马来貘颇为相似。也正因这份“撞脸”,科学家最初给它建立了新属,命名为长鼻三趾马,还想当然认为它与貘一样,生活在水边、以树叶为食,是近水区域的居民。

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▲原始长鼻三趾马(上)和现生马来貘的头骨(下)

长鼻三趾马的真实身份,是开阔草原上的典型食草者。它的鼻子和貘的长鼻有着本质区别。现生动物中两种“大鼻子”存在显著差异:一种是以大象、马来貘为代表的真长鼻,有灵活的管状延伸体,核心功能是抓取食物;另一种则是隆鼻,没有取食功能,高鼻羚羊、驼鹿都是这类“大鼻子”的拥有者。长鼻三趾马的大鼻子也属于隆鼻

为了找到准确答案,古脊椎所的科研人员对长鼻三趾马化石进行了稳定同位素分析,结果十分明确:它的碳同位素值落在典型的C3草本植物摄食区间,这就像一份“食物鉴定报告”,确凿证明长鼻三趾马是靠吃草本植物生存的,生态位就在开阔的草原环境

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生存与奔跑

长鼻三趾马的鼻子不是取食工具,那这个隆鼻到底有什么用?

通过与现生草原动物高鼻羚羊的隆鼻做功能形态学对比,科学家终于揭开了长鼻三趾马大鼻子的奥秘,其核心作用在于适应草原的生存与奔跑需求

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▲长鼻三趾马奔跑于开阔环境的生态复原

草原环境多变,冬冷夏热还多风沙,隆鼻就是长鼻三趾马的“环境适应神器”。冬季的草原寒冷干燥,延长的鼻腔能增加空气进入肺部前的路程,起到预热和加湿冷空气的作用,既保护了娇嫩的肺部,又能减少身体热量散失;到了夏季,鼻腔内丰富的黏膜表面积会发挥作用,通过水分蒸发快速散热,帮身体维持适宜温度。同时,草原上起风就容易扬起风沙,长长的鼻腔通道就像一道“过滤网”,能有效过滤空气中的尘埃和颗粒物,守护呼吸道的健康。

更重要的是,这个大鼻子是长鼻三趾马的“奔跑助力器”。作为草原动物,它需要靠快速奔跑躲避天敌、完成迁徙,高速运动时,身体的耗氧量和产热量会急剧飙升,而更大的鼻腔容积,能让它单次呼吸吸入更多氧气,满足身体的供氧需求;同时,呼吸过程还能更高效地排出奔跑产生的体热,让它不会因为体温过高而停下脚步,真正实现“跑得更快、更久”,在草原的生存竞争中占据优势。

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长鼻子与青藏高原

长鼻三趾马的隆鼻不仅是适应草原的结果,还与青藏高原的隆升息息相关,它的起源与扩散,完美契合了生物演化的“走出西藏”理论。

科学家在甘肃临夏盆地发现了关键的化石线索:晚中新世最晚期的地层里,有长鼻三趾马的祖先膜鼻三趾马,而其上覆的早上新世地层中,直接出现了原始长鼻三趾马,两者在时间上完美衔接,证明长鼻三趾马起源于青藏高原东北缘地区。

临夏盆地上新世时因高海拔背景,气候本就寒凉,与低海拔地区经历的暖期、冰期剧烈气候波动不同。这意味着,长鼻三趾马在起源地就已经适应了寒冷干旱的环境,完成了对第四纪冰期的“预适应”。

当全球气候逐渐变冷变干,这些早已适应寒冷的长鼻三趾马,顺利从青藏高原东北缘向华北等中低海拔地区扩散,在更广阔的草原上繁衍生息,成为晚新生代东亚草原生态系统中成功的适应者

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真相没那么简单

长鼻三趾马的研究,远不止澄清一个化石物种的生物学真相那么简单。

科学家通过形态学、同位素地球化学、古生态学等多学科证据的交叉整合,一步步还原了这一远古生物的适应策略与演化历史,也为我们理解青藏高原隆升如何影响东亚晚新生代哺乳动物的演化,提供了生动又具体的案例。

而那个曾被误解的大鼻子,也成为生物演化中“适者生存”的最佳见证——所有看似怪异的身体特征,都是生命为了适应环境,走出的最智慧的进化之路

来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

责任编辑:宋同舟