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科学家们已经弄清楚了已经灭绝的巨型地懒是如何变得如此之大的,以及这一切出了什么问题

本站发布时间:2025-05-23 20:24:36

我们大多数人都熟悉树懒,这种挂在树上的熊状动物,生活在慢车道上,需要一个月的时间消化一顿饭,每周只排便一次。它们现存最接近的亲属是食蚁兽和犰狳,如果这看起来是一对奇怪的配对,那也是有原因的。今天,只有两种树懒,但历史上有几十种,其中一种有着吃蚂蚁的瓶鼻,另一种可能类似于现代犰狳的祖先。

这些已经灭绝的树懒大多也不住在树上,因为它们太大了。巨型树懒属中最大的树懒大约有亚洲象那么大,重约8000磅。佛罗里达州自然历史博物馆脊椎动物古生物学收藏经理Rachel Narducci说:“它们看起来像灰熊,但比灰熊大五倍。”。

Narducci是《科学》杂志上发表的一项新研究的合著者,在该研究中,科学家分析了古代DNA,并比较了17个自然历史博物馆的400多个化石,以找出已灭绝树懒是如何以及为什么变得如此大的。

地懒的大小差异很大,从真正巨大的Megatherium——它可以用其可抓握的舌头从树顶上扯下树叶,充当长颈鹿的一种生态替代品——到在北美西南部沙漠中恐吓仙人掌的矮胖沙斯塔地懒。

对于那些对爬树有亲和力的树懒来说,情况并非如此。那些完全生活在树冠中的树懒过去和现在都很小,平均体重为14磅,而那些在地上度过部分时间的树懒平均体重约为174磅。

你不必成为科学家,也能弄清楚为什么树木会有严格的重量限制。这也是现代树懒具有奇怪弹性的原因:树枝在承受太大压力时会折断,树懒通常不以迅速避免突发灾难的能力而闻名。

据报道,树懒在高达100英尺的坠落中幸存下来。然而,考虑到从中等高度坠落也会造成严重破坏,亚马逊雨林中的一些树木的顶部不到300英尺,因此在四肢上尽可能小是有进化意义的。

不太清楚的是,为什么一些地懒长得如此巨大,而另一些地懒似乎只满足于体型。可能有几个原因,这就是为什么科学家很难自信地回答这个问题。

例如,较大的体型可能有利于寻找食物或躲避捕食者。地懒特别喜欢洞穴,它们的大小无疑在它们寻找和建造庇护所的能力中发挥了作用。中等大小的沙斯塔地懒喜欢被风和水钻入大峡谷悬崖边的小型天然洞穴,就像一个巨大的地质肺的肺泡。这些也兼作方便的厕所;1936年,古生物学家在米德湖附近的Rampart洞穴发现了一堆20多英尺厚的树懒粪便、蝙蝠鸟粪和袋鼠巢穴化石。

较大的树懒并不局限于预先存在的洞穴。它们可以用已知哺乳动物中最大的爪子,无论是现存的还是已灭绝的,在光秃秃的土地和岩石上雕刻自己的爪子。他们留下的许多洞穴仍然沿着内壁装饰着爪痕,这是他们古代筑巢挖掘的证据。

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可能导致其大小差异的其他因素包括气候、树懒物种之间的相关性和代谢率。准确区分这几种可能性的能力需要大量不同类型的数据。

作者将化石形状的信息与现存和已灭绝物种的DNA相结合,创造了一棵树懒生命树,将树懒谱系追溯到3500多万年前的起源。有了这个支架,他们补充了几十年来关于树懒生活在哪里、吃什么以及它们是登山者还是步行者的研究结果。

由于作者对体型的演变特别感兴趣,他们通过测量数百个博物馆化石来收集最终分析成分的数据,并用这些化石来估算树懒的重量。

这就是佛罗里达博物馆发挥特殊作用的地方。“我们拥有世界上最大的北美和加勒比海岛屿树懒收藏,”Narducci说。她仔细地测量了117块四肢骨骼,并与同事分享了这些数字。

作者将所有这些信息混合在一起,通过计算搅拌,得到了一个完整的答案。

结果:树懒的体型差异主要受到它们所生活的栖息地类型的影响,进而受到气候变化的影响。Narducci说:“将所有这些因素都包括在内,并在多种不同情景下通过进化模型来运行它们,这是一项以前从未做过的重大工作。”。

树懒王朝恰逢地球气候发生重大、改变生命的变化。科学家们可以合理地认为最古老的东西是树懒,它被称为Pseudoglyptodon,生活在3700万年前的阿根廷。研究分析表明,最早的树懒可能是体型较小的地面生物,大约有一只大丹犬那么大。

在进化史的不同阶段,树懒采取了半树栖的生活方式。然而,并非所有人都留在树上。包括Megatherium和Mylodon在内的最大树懒可能是由一种适应树木的树懒进化而来的,最终决定牢牢地种在地上。

在这种优柔寡断的登山者和步行者的背景下,树懒的体型在大约2000万年的时间里几乎没有变化,无论它们喜欢什么运动方式。然后发生了惊天动地的事情。

今天的华盛顿州和爱达荷州之间出现了一个巨大的伤口,穿过俄勒冈州和内华达州的部分地区,岩浆从中沸腾出来。这在太平洋西北部留下了近60万立方英里的痂。在哥伦比亚河沿岸的一些地方仍然可以看到它,数百万年的流水已经穿透并抛光了玄武岩柱廊。

这些岩柱具有明显的六边形形状,这是由于岩浆在冷却过程中硬化和破裂的方式造成的。造成它们的火山事件是一次缓慢的燃烧,持续了大约75万年,与一段被称为中新世中期气候最佳期的全球变暖时期相一致。火山喷发排放的温室气体目前被认为是导致气候变暖的最可能原因。

树懒们的反应是变小了。这可能是因为气温升高导致降水增加,这使得森林得以扩张,从而为较小的树懒创造了更多的栖息地。缩小体型也是动物应对热应激的常见方式,化石记录中多次记录了这一点。

火山沉寂后,世界保持温暖约一百万年。然后,地球恢复了长期以来的冷却模式,这种模式断断续续地持续到现在。树懒们也改变了方向。气温下降得越多,它们就越笨重。

树栖和半树栖树懒有明显的局限性,必须住在树附近,但地懒几乎生活在它们的脚能带到的任何地方。他们攀登安第斯山脉,在开阔的热带稀树草原上散开,迁移到北美的沙漠和落叶林中,并在加拿大和阿拉斯加的北方森林中为自己建立了家园。甚至还有适应海洋环境的树懒。海龙生活在安第斯山脉和太平洋之间的干旱地带。它们在这个恶劣的地区生存下来,在海洋中觅食。Narducci说:“它们发展出了与海牛相似的适应性。”。“它们有密集的肋骨来帮助浮力,还有更长的鼻子来吃海草。”

这些不同的环境带来了地懒所面临的独特挑战,部分是通过增强体质来应对的。“这将使它们能够节约能源和水,并在资源有限的栖息地更有效地旅行,”Narducci说。

Narducci说:“如果你在开阔的草原上,你需要保护,而更大的体型可以提供一些保护。一些地懒的皮肤上还嵌着小鹅卵石状的骨皮。”他提到了树懒与犰狳亲戚的共同骨板,这一特性最近也在多刺小鼠身上发现。

同样重要的是,更大的身体帮助树懒应对凉爽的气候。它们在更新世冰河时期达到了最高峰,就在它们消失之前不久。Narducci说:“大约15000年前,你才真正开始看到下降。”。

关于树懒发生了什么仍然存在争议,但考虑到人类大约在树懒成群结队灭绝的同时抵达北美,因此不难推测。矛盾的是,使它们免受大多数捕食者侵害并隔绝寒冷的巨大体型成为了一种负担。地面和半树栖的树懒既不快也没有很好的防御能力,早期人类很容易捕食。

树栖树懒从安全的树梢上看着下面的大屠杀展开,但即使在那里,它们也没有毫发无损地逃脱。在它们的陆生亲戚在其他地方灭绝很久之后,加勒比海的两种树懒一直存活到4500年前。人类抵达加勒比海的时间与埃及人建造金字塔的时间大致相同。不久之后,加勒比树懒灭绝了。

国家科学与技术研究委员会的Alberto Boscaini、Néstor Toledo François Pujos、Eduardo Soto、Sergio Vizcaíno和Ignacio Soto,拉普拉塔国立大学的Daniel Casali、Susana Bargo、圣保罗大学的Max Langer、阿尔卡拉大学的Juan L.Cantalapiedra、多伦多大学的Gerardo de Iuliis和田纳西大学查塔努加分校的Timothy Gaudin也是该研究的合著者。p

More information: Alberto Boscaini et al, The emergence and demise of giant sloths, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adu0704. www.science.org/doi/10.1126/science.adu0704

Journal information: Science

Provided by Florida Museum of Natural History

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