研究表明,啮齿动物借助它们的拇指征服了世界
啮齿动物是地球上最大的哺乳动物群体。它们生活在除南极洲以外的所有大陆上,并且常常在此茁壮成长。现在,一项新的研究揭示了一个被低估的啮齿动物特征,这可能帮助它们实现了如此广泛的分布。这里有一个提示:这是我们手上也有的东西。
在一项上周发表在《科学》杂志上的研究中,研究人员提出,指甲(thumbnails)的进化可能帮助一些啮齿动物更灵巧地处理食物,从而使它们能够获得坚果等关键资源。指甲还可能在啮齿动物扩散到新环境的过程中,通过攀爬来支持它们。
这一发现挑战了之前认为啮齿动物的拇指是“一种无益的进化遗留物”的假设,根据伦敦自然历史博物馆的一份声明。
“这是一个很好的方式来重新思考我们认为属于人类的特征,”研究的合著者、芝加哥菲尔德博物馆的哺乳动物学家安德森·费霍(Anderson Feijó)告诉《华盛顿邮报》的薇薇安·霍(Vivian Ho)。“我们在这篇论文中表明,啮齿动物实际上具有非常好的操纵食物的能力,我们相信它们的指甲和拇指在这方面发挥了至关重要的作用。”
如果指甲看起来像一种奇怪的人类特征,那可能是因为灵长类动物和啮齿动物是仅有的拥有这种特征的哺乳动物——而其他动物可能拥有爪子,或者根本没有拇指。然而,这两类动物似乎是独立进化出这一特征的,而不是继承自共同的祖先。
费霍和他的同事们追踪了博物馆收藏的数百种啮齿动物标本的指甲(以及缺乏指甲的情况)。具体来说,他们检查了已知存在的530多个啮齿动物属中的433个属。他们调查的属中有86%包含有指甲的物种。
研究小组将这些数据整合成一个啮齿动物族谱,该族谱描绘了哪些物种用手操纵食物,哪些物种仅限于用嘴。为了绘制这张图,他们还调查了期刊文章、教科书以及来自公民科学应用iNaturalist的照片。这种方法揭示了没有拇指(因此也没有指甲)的啮齿动物,如豚鼠和水豚,通常不使用它们的手来操纵食物。
它们的族谱还表明,所有现代啮齿动物的共同祖先都拥有指甲。
“已知最古老的啮齿动物,可以追溯到大约5000万年前,它们的拇指骨又短又宽——这种形状更符合承载指甲而不是爪子,因为指甲往往更宽,而爪子通常狭窄且弯曲,”巴西圣保罗大学的进化生物学家、该研究的首席作者拉斐拉·米萨吉亚(Rafaela Missagia)告诉《流行科学》的劳拉·贝萨斯(Laura Baisas)。
指甲的发展可能在啮齿动物的全球统治中发挥了作用,它们能够比其他爪子齐全的动物更灵巧地处理和食用食物——尤其是坚果。
“坚果是一种能量非常高的食物资源,但打开和食用它们需要良好的手动灵活性,而许多其他动物没有这种能力,”费霍在一份菲尔德博物馆的声明中解释道。“也许啮齿动物的指甲让它们能够利用这种独特的资源,然后广泛地多样化,因为它们不必与其他动物争夺这种食物。”
此外,费霍告诉《科学新闻》的埃琳·加西亚·德·耶稣(Erin Garcia de Jesús),指甲和爪子结合使用表明这些啮齿动物可以用两种不同的方式使用它们的手。用拇指,它们可以保持牢固的抓握而不会被爪子干扰,而爪子则在寻找食物、挖掘和抓取物体时非常有用。该团队发现,有指甲的啮齿动物更有可能生活在树上。
“啮齿动物拥有如此惊人的、有时与人类相似的特征,”英格兰东英吉利大学的计算生物学家大卫·塞伯特(David Thybert)告诉《华盛顿邮报》,他没有参与这项研究。这些特征有时“近乎非凡”。
据《科学新闻》报道,费霍希望未来使用高速摄像机继续研究短指甲是否真的能赋予啮齿动物更高的手动灵活性。
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