中新網(wǎng)北京2月25日電 (記者 孫自法)現(xiàn)已滅絕的200萬年前的長鼻三趾馬，因其獨(dú)特的鼻骨形態(tài)一點(diǎn)也不像其他馬科成員，反而跟現(xiàn)代東南亞的馬來貘相似，故被命名為長鼻三趾馬，其生活于何種環(huán)境？長鼻有何用途？在古生物學(xué)界頗受關(guān)注。

　　草原生態(tài)系統(tǒng)的成功適應(yīng)者

　　中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所鄧濤研究員團(tuán)隊(duì)通過與現(xiàn)生高鼻羚羊的功能形態(tài)學(xué)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)長鼻三趾馬的長鼻是應(yīng)對(duì)草原環(huán)境下溫度調(diào)節(jié)和高速奔跑時(shí)供氧/散熱需求的適應(yīng)性創(chuàng)新。

　　因與“密林隱居者”貘的形態(tài)相似，長鼻三趾馬一直被誤判為占據(jù)近水食葉的生態(tài)位。最新研究根據(jù)穩(wěn)定同位素證據(jù)，明確長鼻三趾馬其實(shí)是典型的開闊環(huán)境食草者。

　　馬年新春之際，這項(xiàng)古馬研究成果的相關(guān)論文，在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《創(chuàng)新-地球科學(xué)》發(fā)表。

　　鄧濤研究員介紹說，現(xiàn)生動(dòng)物的大鼻子有“長鼻”“隆鼻”兩種，前者為鼻部和上頰側(cè)肌聯(lián)合構(gòu)成靈活、管狀的延伸體，其重要作用是抓取食物，以大象和貘最具代表性；后者鼻孔開口于大鼻子末端，沒有取食功能，包括駝鹿、高鼻羚羊、犬羚和象海豹等。

　　之前推測長鼻三趾馬像貘一樣生活于近水環(huán)境并以樹葉為食的這一假說，與后來發(fā)現(xiàn)長鼻三趾馬在早更新世草原擴(kuò)張時(shí)期的廣泛分布產(chǎn)生了矛盾。穩(wěn)定同位素分析顯示，長鼻三趾馬的碳同位素值落在典型的碳三(C3)草本植物攝食區(qū)間，確鑿證明其為草本植物取食者，生態(tài)位為開闊草原環(huán)境。

　　鄧濤指出，這一結(jié)論與長鼻三趾馬的極度高冠齒、復(fù)雜的釉質(zhì)褶皺結(jié)構(gòu)以及適于奔跑的修長四肢等形態(tài)特征完全吻合。因此，長鼻三趾馬是晚新生代東亞草原生態(tài)系統(tǒng)中成功的適應(yīng)者，而非森林或沼澤邊緣的居民。

　　供氧散熱支持跑得更快更久

　　至于長鼻三趾馬獨(dú)特的長鼻結(jié)構(gòu)究竟有何功能形態(tài)學(xué)意義？其起源與擴(kuò)散過程又與晚新生代青藏高原隆升和全球氣候變化有何關(guān)聯(lián)？研究團(tuán)隊(duì)通過與現(xiàn)生開闊草原動(dòng)物高鼻羚羊的“隆鼻”結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能形態(tài)學(xué)對(duì)比，分析得出以下適應(yīng)性詮釋：

　　首先，在冬季寒冷干燥的草原環(huán)境中，隆鼻可以增加空氣在進(jìn)入肺部前的路程，起到預(yù)熱和加濕冷空氣的作用，保護(hù)肺部并減少熱量散失；在夏季，鼻腔內(nèi)豐富的黏膜表面積有助于通過水分蒸發(fā)進(jìn)行高效散熱。

　　其次，開闊草原多風(fēng)沙，延長的鼻腔通道能更有效過濾空氣中的塵埃和顆粒物，保護(hù)呼吸道。

　　第三，尤其是作為需要快速奔跑以避險(xiǎn)或遷徙的動(dòng)物，長鼻三趾馬在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)耗氧量和產(chǎn)熱量激增。更大的鼻腔容積允許單次呼吸吸入更多氧氣。同時(shí)，通過呼吸這一過程也能更有效排出奔跑產(chǎn)生的體熱，從而支持長鼻三趾馬跑得更快、更久。

　　完美契合“走出西藏”理論模型

　　鄧濤表示，在甘肅臨夏盆地，晚中新世最晚期的地層中存在長鼻三趾馬的祖先膜鼻三趾馬，其上覆的早上新世地層中則直接出現(xiàn)了原始長鼻三趾馬，兩者在時(shí)間序列上完全銜接，顯示長鼻三趾馬應(yīng)起源于青藏高原東北緣地區(qū)。

　　更重要的是，臨夏盆地上新世時(shí)已因高海拔背景而氣候寒涼，與處于較低海拔、經(jīng)歷上新世暖期和早更新世冰期劇烈氣候波動(dòng)的華北不同。這意味著，長鼻三趾馬在其起源地已適應(yīng)相對(duì)寒冷干旱的環(huán)境，“預(yù)適應(yīng)”了即將到來的第四紀(jì)冰期。

　　因此，長鼻三趾馬從青藏高原東北緣向華北等地的擴(kuò)散歷史，完美契合了“走出西藏”理論模型：在青藏高原隆升過程中，一些動(dòng)物類群在高海拔寒冷環(huán)境中演化出適應(yīng)性特征，此后隨著全球氣候變冷變干，這些預(yù)先適應(yīng)了寒冷氣候的類群得以順利向周邊中低海拔地區(qū)擴(kuò)散并取得成功。長鼻三趾馬正是這一演化進(jìn)程在晚新生代東亞馬科動(dòng)物中的生動(dòng)例證。

　　在鄧濤看來，本項(xiàng)成果不僅澄清了一個(gè)重要化石物種的生物學(xué)真相，更展示出如何通過形態(tài)學(xué)、同位素地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)、生物地層學(xué)等多學(xué)科證據(jù)的交叉整合，來深入解讀遠(yuǎn)古生物的適應(yīng)策略與演化歷史，并為理解青藏高原隆升與東亞晚新生代哺乳動(dòng)物演化的關(guān)系貢獻(xiàn)具體案例。

　　他透露，未來研究可進(jìn)一步通過計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)進(jìn)行鼻腔三維重建與空氣動(dòng)力學(xué)模擬，或?qū)采亩喾N馬科動(dòng)物進(jìn)行更高分辨率的同位素與牙釉質(zhì)微痕分析，以深化對(duì)其生態(tài)位分化機(jī)制的理解。(完)