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《“神马都知道”科普展览》导览一:谁修剪了马的家谱?从“丛林隐士”到“草原飙车党”的演化之路

作者:本站编辑      2026-02-17 09:59:26     0
《“神马都知道”科普展览》导览一:谁修剪了马的家谱?从“丛林隐士”到“草原飙车党”的演化之路

在山西自然博物馆的《“神马都知道”:一场解构神话的生命科学之旅》马年特别展览中,有一面巨大的演化墙。很多观众在浏览过这面墙后,会对马的演化产生初步的认识。一开始是体型像狗一样的始祖马,随后马的身体一点点变大,脚趾一个个减少,最后终于演化成了今天的“高头大马”。整个过程如同沿着一条笔直的大道前进。

但作为一名古生物学者,我要告诉大家:这是一个美丽的误会。演化从来不是射向靶心的箭,而是一棵疯狂生长的树。在过去的5600万年里,马的家族曾经繁盛得令人眼花缭乱,拥有几十个属、数百个物种(见图1)。

图1

1.几乎在所有论及演化的生物学教科书中,都可见到以马为例证来说明柯普法则”:马的演化呈现直线”的体型逐渐增大的趋势。然而,这却并非是马演化的全貌。随着化石陆续地被发掘与研究,更多的证据显示,马在大部分的时期体型是朝向多样化发展,只是到了最后阶段,当别的体型都相继灭绝时,体型较大的种系才留存下来。这或许正如著名的古生物学家古尔德Stephen Jay Gould所说,我们总是只专注在于两极的事物,因为它们总是吸引着我们,使我们看不到变化中的整体原貌

然而,今天地球上的马属(Equus),只是这棵参天大树上幸存下来的一根枝条。其他的枝干——那些曾经同样辉煌的三趾马、草原古马、安琪马,都被自然选择的“无情剪刀”修剪掉了。

今天,我们就来聊聊这场关于生存的游戏,看看我们的主角是如何在这场残酷的“吃鸡游戏”中幸存的。

第一幕:在森林里“躲猫猫”

把时钟拨回5600万年前的始新世,如果我们走进当时的北美丛林,你根本认不出马的祖先。

那时的始祖马(Hyracotherium),体型只有狐狸那么大,体重不到5公斤。它们弓着背,身上布满斑点,像小鹿一样在灌木丛中穿梭

请注意看它的脚——前脚四趾,后脚三趾,脚掌底部还有肉垫。这种结构不是为了奔跑,而是为了在松软潮湿的林间空地上行走而不陷下去。那时的它们,是谨小慎微的“森林隐士”,遇到危险的第一反应不是跑,而是往灌木丛里一钻,玩“躲猫猫”。它们的牙齿也很低矮,只能吃嫩树叶和浆果。在那个时代,它们活得滋润且完美,压根没想过要变成今天的样子。

第二幕:大草原的扩张与“军备竞赛”

改变命运的,是一场气候剧变。

到了渐新世和中新世,地球开始变冷、变干。茂密的森林大面积退去,取而代之的是一种全新的生态系统——广袤的草原。

这对始祖马的后代来说,简直是末日降临。

首先,掩护没了。在一望无际的草原上,“躲猫猫”战术彻底失效。面对剑齿虎等掠食者,活下去的唯一办法就是:跑!而且要跑得比谁都快。

其次,食物变了。嫩叶没了,只有遍地粗糙的硬草。草这种植物非常“鸡贼”,它的叶片里含有微小的二氧化硅颗粒(植硅体),这就好比是在食物里掺了砂子。如果还用祖先那副娇嫩的牙齿去吃草,没几天牙就会被磨光,然后饿死。

第三幕:身体的疯狂改造

在自然选择这种无形力量的逼迫下,马类开始了一场惊心动魄的身体改造。

为了跑得更快,马的肢体必须延长,且减少接触地面产生的阻力。于是,侧面的脚趾开始退化、悬空,最终只剩下中间那根最粗壮的中指(第三趾)来承担体重。同时,原本软软的肉垫变成了坚硬的角质蹄。这就好比一个芭蕾舞演员,永远踮着脚尖在跳舞。

为了对付那些含“砂子”的硬草,马演化出了高冠齿。这种牙齿的齿冠极长,埋在牙床里,磨损掉一截,就再长出来一截,足够它用一辈子。这简直就是自带了一套“自动补给”的研磨机。

第四幕:悲壮的“三趾马”王朝

这里我要特别提一位“失败的英雄”——三趾马(Hipparion)(见图2)。

图2

2.三趾马Hipparion希腊语,意为“小马”)是已灭绝的马属动物,其生存年代从中新世一直延续到更新世,分布于北美洲、亚洲、欧洲和非洲。

在很长一段时间里,保留着三个脚趾的三趾马才是地球上的霸主。它们的化石遍布欧亚大陆、北美和非洲,数量之多,甚至成为了中国北方红色粘土层的标志性化石(也就是著名的三趾马红土)。它们非常成功,完全适应了当时的半森林半草原环境。

但是,当气候进一步恶化,草原变得更加干旱、地表更加坚硬时,三趾马那两根多余的侧趾成了累赘,那套还不够极致的牙齿也没能扛住更硬的草料。最终,它们在几百万年前彻底灭绝了,将舞台完全让给了更极致的演化者——单趾的真马。

终幕:幸存的孤独者

当我们今天看到博物馆里那具高大的现代马骨架时,请不要只赞叹它的俊美。

你所看到的每一个特征——那根孤独的中指、那张拉长的马脸、那颗巨大的心脏——都是数千万年来,无数次环境剧变筛选出的最优解。这是一部用死亡写就的进化史。

自然选择没有预设终点,也没有仁慈。马类的家谱告诉我们:在这个星球上,没有永远的霸主,只有适应环境的幸存者。

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