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劍齒虎合嘴不光靠“咬” 靠脖子肌肉幫忙
關鍵詞： 劍齒虎 肌肉纖維 肌肉力量 脖子 貓科動物 點頭 冰河時代 林奈學會動物學 生態學 張得
因為犬齒太長，所以劍齒虎總是不得不將嘴張到最大。資料圖片
大家都知道，劍齒虎好威風！它們的牙老長老長，總是伸出嘴巴一大截！但是，問題來了，牙這么長，會影響到它咬東西嗎，它是如何解決這個問題的呢？古生物學家們爭論不休。近期的一項研究表明劍齒虎可能有獨特的解決之道。
缺點 嘴張太大咬力弱
牙越長，要咬東西嘴就需要張得越大，劍齒虎的嘴需要能張得比現存的貓科動物都大得多才能咬到東西。但是，肌肉的伸展長度是有限的，嘴張得很大，肌肉長在頜的前部就會過度拉伸，不現實；如果都靠著頜的后部，肌肉就會比較少，咬力就會比較小。劍齒虎真的是“小咬力殺手”嗎？這個由丹麥奧爾堡大學生物學家克里斯蒂安森（Per Christiansen）領導的研究小組用一種全新的方法來研究這類已經滅絕的終極殺手：制造復雜的模型，分析它們的嘴是如何運動的。相關論文發表在近期的《林奈學會動物學》上。
克里斯蒂安森主要的研究對象是著名的刃齒虎（Smilodon），就是動畫片《冰河時代》里出現的那種劍齒虎。它是劍齒虎家族中最后滅絕的一種，也是所有劍齒虎里最大的一種，專門獵殺野牛、大地懶之類的大型獵物。之前的研究認為，因為劍齒虎張嘴過大，所以它們的咬力比現在的大型貓科動物要弱。克里斯蒂安森同意這種說法。但他認為，劍齒虎嘴巴咬合的力量仍然夠大，因為咬力并不光是靠嘴上的肌肉。
演化成也長牙敗也長牙
除了刃齒虎，這項研究還涉及了其他的劍齒虎種類，其中包括最早期和原始的劍齒虎。克里斯蒂安森說：“刃齒虎的演化程度最高，所以和現代貓科動物的區別最大，所以要從生物學的角度理解這種動物。你會喜歡研究更多原始的動物，以便了解它們如何沿著演化之路變成這個樣子的。”
他研究了數百個頭骨，畫出了刃齒虎演化出如此特殊頜部的路線圖。“這叫‘殺戳生態學’。”克里斯蒂安森說。“殺戳生態學”指一種演化壓力，在此壓力下，劍齒虎演化出越來越適合深深地刺入獵物喉部的結構，特化程度越來越高，最終演化成像刃齒虎這樣的怪獸。
劍齒虎的牙越來越長的同時，它們的頜部肌肉也越來越弱，但肌肉纖維的方向也越來越傾向于和頜骨垂直，這樣咬合的效率就大大增加。與此同時，肌肉也越來越多地生長于下頜的后部，這樣就有利于它把嘴張得更大。
最終，劍齒虎演化成了歷史上樣子最可怕的食肉哺乳動物。但同時，這種可怕的樣子也為它們鋪好了滅絕之路。克里斯蒂安森說，劍齒虎的特征讓它們只適合捕食大型的，移動相對緩慢的動物。“它們的身體又重又壯實，腿很短很有力，這讓它們跑不了太快，肯定不會像現在的虎豹那么靈活。”克里斯蒂安森說。
解決 脖子肌肉也給力
在相當長一段時間里，科學家一直在爭辯劍齒虎的長牙是做什么用的，有人認為它是用來吸引異性，沒有實際用處。現在的共識是，劍齒虎會用長牙給已經被撲倒的獵物以最終的致命一擊。劍齒虎中最大的明星刃齒虎比現在所有的貓科動物都壯實，具有熊一樣的大骨架和腱子肉，可以用前肢撲倒大型的獵物。克里斯蒂安森說：“他們跳到獵物身上，把他們摔倒在地，用強壯的前肢扭它們的脖子。然后它們用牙齒快速、有力地深深刺入到獵物的喉嚨或者后脖梗子里，最終殺死獵物。”現在獅虎之類的大型貓科動物都會咬住獵物的喉嚨一分鐘以上，讓獵物窒息而死，但刃齒虎不會這樣做，因為它們的頜部肌肉力量不足。
為了解劍齒虎的咬力到底如何，克里斯蒂安森建立了細致的物理模型。他發現，劍齒虎的肌肉可以很高效很直接地讓嘴合上，但咬力仍然不夠大，為了補償咬力不足的問題，劍齒虎演化出了出人意料的解決方案。克里斯蒂安森解謎的線索竟然來自家里的小貓咪。“當你把一塊食物放在地上，你會發現小貓吃它的時候不光嘴動，而且會一邊吃一邊點頭。”克里斯蒂安森認為，當劍齒虎奮力“點頭”時，可以在瞬間增加咬力。“我們認為劍齒虎先奮力低頭，然后把頭往前甩，會幫助它合上嘴。”克里斯蒂安森說，刃齒虎的脖子比現代的大型貓科動物長，而且肌肉也發達得多，這讓它“上下前后甩頭”時，會產生很大的蠻力，就好比用手臂使刀子，刃齒虎也用脖子的力量幫助牙齒刺入獵物身體。
編譯/本報記者 劉錚