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生物自然

大象的鼻子为什么这么长?

来源:新快报 日期:2017-11-20

  这个问题并没有一般人想象的那么简单,它至今仍没有一个确切的答案,科学界只能尽量提出站得住脚的理论来解释它。

  曾经,最为流行的解释是“潜水呼吸说”:大象的祖先始祖象生活在沼泽与河畔,大部分时间都待在水中,类似于今天的河马,为适应这种生活模式,它产生了一个向前突出的鼻子,以便在游泳时伸出水面换气。后来大象转向陆地生活,祖先的长鼻子还是遗留了下来。

  这个解释可信度很高,但只把问题回答了一半。今天的象鼻,比其祖先的要更长出许多,而且它也并不只是长度有所发展,而是包含 4 万块肌肉(分为 15 万个肌肉束),外加由上颌神经和面神经形成独特的长鼻神经,变成了大象身上最为多功能的器官。

  通过精确协调的肌肉收缩运动,象鼻可以做到许多事,如我们熟悉的卷取物体、吸水喷水。象鼻力量很大,能举起 350 公斤的重物,同时又支持细致操作,能被大象用来擦拭眼睛。在运动能力如此强化的基础上,大象并没有牺牲其嗅觉,它的嗅觉可能有猎犬的四倍灵敏。

  至于大象为何会进化出这样一副长鼻子,一项发表于 2015 年的论文提出了新的解释:长鼻子是帮助大象进食,使它维持巨大体型的关键。

  对于食草动物而言,体型越大,需要面对的天敌越少,大象几乎可以算是站在了食物链顶端的生物。但同时,它新陈代谢消耗的能量也与体型正相关,必须大量进食,才不至于饿死。

  然而,由于咬合频率低,吃东西慢悠悠的,单靠口腔容量本身,大象根本吃不完日常所需的足量食物。因此,它的长鼻子就变得尤其重要,在灵巧鼻子的辅助下,大象一次性进食量显著提升,等于帮它扩大了“软的口腔容积”,使其进食量能够与体重相称。同样的情形也发生在长颈鹿身上,它的长舌头也是其软的口腔容积的一部分,只不过不及大象的鼻子显眼。

  象鼻为进食提供的好处还不止于扩大吃进食物的数量,同时,它还提升了大象进食的质量。

  由于体型巨大,方便大象选择的食物来源一般都是比较大型的植株,而植物随体积增长,叶子的比例和含氮比例都会降低。若是仅仅一股脑吃进口中,摄取营养的效率很低。换句话说,一头 3500 公斤的大象,与一头 350 公斤羚羊相比,并不能靠吃进十倍于后者的食物就获得十倍于后者的能量。

  这就要求大型动物在吃进食物之前,先剔除那些营养少、难消化的部分,再吃进剩余的叶子。纯粹的口腔当然无法做到这点,而有灵活器官辅助的“软的口腔”,则正为扮演这一角色进化而来。

  遗憾的是,尽管研究者用现存的 18 种食草动物建立量化模型,检验了他们关于“软的口腔”提升进食效率的理论。但因为软组织很难留下化石,他们还缺少证据来证明确实就是这一因素决定了象鼻的进化。所以,这也只能看作目前最靠谱的假说,而非确切的答案。

  (整理自“澎湃身体”、“大象公会”微信公众号)


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