科学家揭示已灭绝巨型地懒为何如此庞大及其演化失误之处

这些已灭绝的树懒大多也不生活在树上，因为它们体型太大了。最大的树懒属于大地懒属（Megatherium），体型约如亚洲公象，体重约达8000磅。

"它们看起来像灰熊，但体型要大五倍，"佛罗里达自然历史博物馆脊椎动物古生物学藏品经理蕾切尔·纳杜奇（Rachel Narducci）说。

纳杜奇是一项新研究的合著者，该研究发表在《科学》期刊上。科学家们通过分析古代DNA，并比较来自17个自然历史博物馆的400多块化石，试图弄清已灭绝树懒为何以及如何变得如此巨大。

地懒的体型差异极大——从真正庞大的大地懒（它能用灵活的舌头扯下树顶的枝叶，在生态作用上相当于长颈鹿），到体型中等粗壮的肖肖尼地懒（后者曾令北美西南沙漠中的仙人掌"闻风丧胆"）。

对于养成攀树习性的树懒则不能一概而论。完全生活在树冠层的树懒（无论古今）体型都较小，平均体重为14磅；而部分时间在地面活动的则平均体重约为174磅。

无需成为科学家也能理解树木为何强制执行严格的体重限制。这与现代树懒具有奇特弹性的原因相同：树枝承受过大压力会断裂，而树懒并非以能迅速躲避突发灾祸著称。据报道，树懒曾从高达100英尺处坠落生还。然而，鉴于即使从中等高度坠落也可能造成严重损伤，且亚马逊雨林中有些树木高度接近300英尺，因此在枝头活动时尽可能保持小体型具有进化意义。

更不明确的是，为何有些地懒会长得如此巨大，而另一些似乎满足于仅仅体型较大。可能存在多种原因，这也正是科学家们难以确凿回答该问题的症结所在。

例如，较大体型可能在觅食或躲避捕食者方面具有优势。地懒对洞穴情有独钟，其体型无疑影响了它们寻找和建造庇护所的能力。中等体型的肖肖尼地懒偏爱小型天然洞穴——这些由风力和水力在科罗拉多大峡谷崖壁上侵蚀形成的洞穴，如同巨大地质肺脏的肺泡。它们还兼具便捷厕所的功能；1936年，古生物学家在米德湖附近的堡垒洞穴（Rampart Cave）中发现了一座超过20英尺厚的化石堆，包含树懒粪便、蝙蝠粪和林鼠巢穴。

大型树懒并不局限于既有洞穴。凭借现存或已灭绝哺乳动物中最大的爪子，它们能在裸露的土地和岩石上开凿自己的洞穴。许多它们留下的洞穴至今犹存，内壁装饰着爪痕，诉说着远古筑巢挖掘的往事。

可能导致体型差异的其他因素包括气候、树懒物种间的亲缘程度以及代谢率。要准确区分这些可能性，需要大量且多样化的数据。

作者们结合化石形态信息与现存及灭绝物种的DNA，构建了树懒的生命谱系树，将其血统追溯到3500多万年前的起源。在此框架基础上，他们融入了数十年研究的成果——关于树懒的栖息地、食性以及攀树或行走的习性。由于作者特别关注体型演变，他们通过测量数百件博物馆化石收集了最终分析要素的数据，用以估算树懒体重。

这正是佛罗里达博物馆发挥特殊作用之处。"我们拥有全球最大的北美及加勒比岛屿树懒藏品，"纳杜奇说。她精确测量了117块肢骨的多个维度，并将数据分享给同事。

作者们将所有信息混合，经计算处理后得出了确凿答案。

结果显示：树懒体型差异主要受其栖息地类型影响，进而受气候变化驱动。

"纳入所有这些因素，并通过多种情景的进化模型进行运算，是前所未有的重大尝试，"纳杜奇说。

树懒王朝的兴衰恰逢地球气候发生重大转变。科学家可合理认定的最古老树懒名为伪雕齿兽（Pseudoglyptodon），生活在3700万年前的阿根廷。研究分析表明，最早的树懒很可能是小型地栖动物，体型接近大丹犬。在进化史的不同阶段，树懒曾采用半树栖生活方式。但并非所有都留在树上。包括大地懒和磨齿兽（Mylodon）在内的最大树懒，很可能由一种最终决定扎根地面的树栖适应性树懒演化而来。

在此类树栖与地栖习性摇摆不定的背景下，树懒体型在约2000万年里几乎毫无变化，无论其偏好的移动方式如何。随后，剧变发生了。

一道巨大的裂痕在现代华盛顿州与爱达荷州之间撕开，向下延伸穿过俄勒冈州和内华达州部分地区，岩浆从中喷涌而出。这给太平洋西北地区留下了近60万立方英里的疤痕。在哥伦比亚河沿岸某些区域，数百万年的流水冲刷并磨光玄武岩柱廊的遗迹至今可见。这些岩柱独特的六边形源于岩浆冷却凝固开裂的方式。造就它们的火山活动持续燃烧约75万年，与名为中新世气候最适宜期（Mid-Miocene Climatic Optimum）的全球变暖时期重合。目前认为火山喷发排放的温室气体是此次变暖最可能的原因。

树懒的应对策略是缩小体型。这可能因为气温升高导致降水增加，森林得以扩张，从而为小型树懒创造了更多栖息地。体型缩小也是动物应对热应激的常见方式，化石记录中已有多次记载。

火山沉寂后约百万年间，世界依然温暖。随后，地球恢复了持续至今的断续降温模式。树懒也逆转了方向：温度降得越低，它们变得越庞大。

树栖和半树栖树懒因需近树而居受到明显限制，但地懒几乎能在双脚所及的任何地方生存。它们攀上安第斯山脉，散布于开阔稀树草原，迁徙至北美沙漠和落叶林，并在加拿大与阿拉斯加的北方森林中安家。甚至还有适应海洋环境的树懒。海懒兽（Thalassocnus）生活在安第斯山脉与太平洋之间的干旱地带。它们通过在海洋中觅食在这片严酷区域生存。

"它们进化出类似海牛的适应性特征，"纳杜奇说。"拥有致密肋骨以助浮力，以及更长的口鼻部用于摄食海草。"

面对多样的环境挑战，地懒部分通过增壮体型来应对。"这能使它们在资源有限的栖息地更高效地保存能量和水分，并穿行更远距离，"纳杜奇解释道。"若身处开阔草原，你需要防护，而体型增大能提供部分保护。有些地懒皮肤中还嵌有卵石状的皮内成骨（osteoderms）。"她提及树懒与其犰狳近亲共有的骨板特征——该特征最近也在刺毛鼠中发现。

同等重要的是，更大的身躯帮助树懒应对气候变冷。它们在更新世冰期达到最大体型，不久后便告消亡。

"约15,000年前才是真正开始看到数量锐减的时刻，"纳杜奇说。

关于树懒灭绝的原因仍有争论，但鉴于人类登陆北美与树懒大规模灭绝几乎同时发生，推测其关联并不困难。矛盾的是，保护它们免受多数捕食者侵害并抵御严寒的巨大体型，此时反成累赘。行动不迅捷亦缺乏有效防御的地懒和半树栖树懒，成为早期人类轻易猎取的目标。

树栖树懒在树冠的安全高度目睹下方的杀戮，但即使在那里，它们也未能全身而退。在其地栖亲戚于各地灭绝很久之后，加勒比地区的两种树栖树懒顽强存续至4500年前。人类抵达加勒比地区的时间约与埃及人建造金字塔同时。加勒比树栖树懒不久后便告灭绝。

该研究的合著者还包括：阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET）的阿尔贝托·博斯卡尼（Alberto Boscaini）、内斯托·托莱多（Néstor Toledo）、弗朗索瓦·普约斯（François Pujos）、爱德华多·索托（Eduardo Soto）、塞尔吉奥·比斯卡伊诺（Sergio Vizcaíno）和伊格纳西奥·索托（Ignacio Soto）；丹尼尔·卡萨利（Daniel Casali），拉普拉塔国立大学（Universidad Nacional de La Plata）的苏珊娜·巴尔戈（Susana Bargo）；圣保罗大学（Universidade de São Paulo）的马克斯·兰格（Max Langer）；阿尔卡拉大学（Universidad de Alcalá）的胡安·L·坎塔拉皮德拉（Juan L. Cantalapiedra）；多伦多大学（University of Toronto）的杰拉尔多·德尤利斯（Gerardo De Iuliis）；以及查塔努加田纳西大学（University of Tennessee at Chattanooga）的蒂莫西·高丁（Timothy Gaudin）。