腫骨中華大角鹿（A），駝鹿（B），水牛（C）和家馬（D）的下頜骨。 中科院古脊椎所 供圖

中新網(wǎng)北京8月16日電 (記者 孫自法)已滅絕的鹿科動(dòng)物大角鹿下頜骨普遍存在腫厚現(xiàn)象，其為何腫厚？有何功能？長(zhǎng)期以來受到學(xué)界廣泛關(guān)注，迄今仍存在爭(zhēng)議。

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(中科院古脊椎所)研究團(tuán)隊(duì)通過選取駝鹿、水牛和家馬三個(gè)現(xiàn)生的大型食草動(dòng)物，與北京周口店發(fā)現(xiàn)的“腫骨中華大角鹿”化石的下頜進(jìn)行對(duì)比，采用有限元方法進(jìn)行力學(xué)分析，并根據(jù)最新研究結(jié)果推測(cè)，大角鹿的食性與水牛和家馬相似，具有取食富含纖維的草的潛力，而這與其腫厚的下頜骨形態(tài)有關(guān)。這項(xiàng)研究成果論文，近日獲國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《歷史生物學(xué)》(Historical Biology)在線發(fā)表。

各物種下頜骨(A)和下頰齒列(B)應(yīng)變能。 中科院古脊椎所 供圖

論文第一作者、中科院古脊椎所碩士研究生付嬌介紹說，大角鹿族是分布于歐亞大陸的中新世晚期-全新世(距今約700萬年-7700年)的一類已滅絕的鹿科動(dòng)物，擁有標(biāo)志性的碩大鹿角，是化石中的明星物種。大角鹿的下頜形態(tài)十分特殊，其下頜骨普遍存在腫厚現(xiàn)象，尤其是周口店第一地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的腫骨中華大角鹿化石，其下頜骨水平支橫截面近似圓形。

大角鹿腫厚的下頜到底有何功能？一種觀點(diǎn)認(rèn)為大角鹿腫厚的下頜是為了儲(chǔ)存鈣質(zhì)，以供碩大的鹿角每年的脫落與生長(zhǎng)。然而，雌性大角鹿并不長(zhǎng)角卻也擁有腫厚的下頜骨，駝鹿同樣擁有碩大的鹿角，但其下頜卻十分纖細(xì)，因此，儲(chǔ)存鈣質(zhì)這一假說尚存疑問。下頜骨主要的功能是咬合和咀嚼，其形態(tài)經(jīng)常被作為推斷食性的重要依據(jù)，據(jù)此另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，大角鹿腫厚的下頜可能有利于承受更大的外力，與取食偏硬或富含纖維的食物相關(guān)。

為證明后一種食性相關(guān)的觀點(diǎn)推測(cè)，中科院古脊椎所研究團(tuán)隊(duì)選取了駝鹿、水牛和家馬三個(gè)現(xiàn)生的大型食草動(dòng)物與腫骨中華大角鹿的下頜進(jìn)行對(duì)比，采用有限元方法進(jìn)行力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在模擬咀嚼試驗(yàn)中，現(xiàn)生駝鹿下頜骨的最大等效應(yīng)力和應(yīng)變能遠(yuǎn)高于其他三者，水牛和家馬下頜骨的對(duì)應(yīng)值很低且二者不相上下，而腫骨中華大角鹿下頜骨的應(yīng)變能甚至略低于水牛和家馬，最大等效應(yīng)力也與后兩者接近。研究團(tuán)隊(duì)據(jù)此推測(cè)，大角鹿的食性與水牛和家馬相似，具有取食富含纖維的草的潛力，而這與其腫厚的下頜骨形態(tài)有關(guān)。此外，各物種的下頰齒的應(yīng)變能與其齒冠高度呈現(xiàn)一定負(fù)相關(guān)性，但大角鹿作為低冠齒動(dòng)物，其應(yīng)變能遠(yuǎn)低于駝鹿，這可能得益于其腫厚的下頜骨分擔(dān)了更多的外力。

腫骨中華大角鹿、駝鹿、水牛、家馬(A-D)的等效應(yīng)力云圖和去除前2%的最大等效應(yīng)力(E)。 中科院古脊椎所 供圖

論文通訊作者、中科院古脊椎所研究員王世騏表示，對(duì)于大角鹿族食性的研究之前學(xué)界多聚焦于產(chǎn)自歐洲的巨型大角鹿(Megaloceros giganteus)，有人在其臼齒縫隙中發(fā)現(xiàn)蒿屬植物殘留物，該類植物富含鈣和磷，可為其碩大鹿角的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。類似植物在周口店第一地點(diǎn)也有發(fā)現(xiàn)，比如有學(xué)者就在周口店第一地點(diǎn)的鬣狗糞中提取出植物孢粉，發(fā)現(xiàn)富含鈣和磷的蒿屬和樺屬等植物。這次的最新研究也推測(cè)，腫骨中華大角鹿可能會(huì)有選擇地大量取食這類植物以補(bǔ)充每年鹿角脫換所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不過，這一假說還需后續(xù)進(jìn)一步研究驗(yàn)證。(完)