科学家讲述“鼹鼠的故事”-童话里总是骗人的!

来源:admin 更新时间:2023-11-22 点击数:522

很多80后的童年记忆中都有一部经典动画片——《鼹鼠的故事》,这部由捷克画家兹德涅克·米勒创作的作品一度风靡世界。动画片中的主角“鼹鼠先生”家住地洞,有着圆溜溜的大眼睛,还能撒开丫子奔跑。这样的造型十分讨喜,也深入人心,但除了黑色的毛发和红鼻尖之外,鼹鼠先生与现实中的鼹科动物(Talpidae)外形相去甚远。就以米勒先生的祖国捷克常见的欧洲鼹(Talpaeuropaea)为例,由于长期适应地下生活,它的眼睛退化得跟小米粒差不多大小,前足化成铲状,后肢退化,因此鼹早已失去了奔跑的能力。

在欧洲、北美和日本,鼹都是常见的动物,它们经常会侵入农田和庭院,在地面留下隧道一样的拱起。在寒冬来临之际,它们为了将隧道挖得更深,会将大量的土推出地面,形成“鼹丘”,因此常有“地龙”的别称。由于鼹鼠钻洞的习性,在很多地方被农民伯伯深恶痛绝。

解剖学家被它的构造惊呆了!

鼹类像挖掘机一样极高的打洞效率很早就引起了科学家们的注意。早在1886年,英国科学家FreemanAustin就解剖了欧洲鼹,他发现鼹的上肢对应于人类肱骨的部位是扁圆形。在论文中他十分疑惑地写到:“这难道是鼹的肱骨?”Freeman其实并没有错,为了减小挖土的阻力,鼹鼠的肱骨、肩胛骨等解剖学构造已经发生显著改变。骨骼的极端特化显然不是一蹴而成的,而是在数以千万年的演化过程中逐渐形成的。

左图为人类肱骨的示意图,右图为鼹类的肱骨

它们的祖先也许萌萌哒!

鼹是哺乳动物中非常古老的一个类群,演化历史超过了七千万年,可追溯到白垩纪的恐龙时代。加上近期刚在我国发现的墨脱鼹(Alpiscaptulusmedogensis),全世界共记录55种现生鼹科动物。其中现存最原始的是鼩形鼹属(Uropsilus),这个类群是鼩型鼹亚科(Uropsilinae)唯一的现生属,最古老的化石出现在欧洲,但现生物种主要分布于中国西南山地,是典型的孑遗类群。它们个体保留了很多祖先的原始特征,比如很长的尾巴、完整的外耳,短小的前肢和没有特化的爪。

重庆金佛山的长吻鼩鼹(何锴、万韬摄)

鼹科动物不同生态型,箭头方向表示不同的演化假说

现代分类学之父也在鼹科分类中栽了跟头

传统分类和系统学主要基于形态学特征,但是鼹类外形极端特化,让早年的分类学家十分头疼。卡尔·林奈(CarlLinnaeus)是18世纪最著名的动、植物学家,由于创立了双名法,也被尊称为“现代分类学之父”。林奈在1758年一口气命名了4个鼹科物种,其中三个都被后人纠正。其中之一是欧洲水鼹(Desmanamoschata),它跟欧洲鼹长得一点都不像,身躯肥大、尾巴扁平,后足长蹼,善于潜水,林奈将它归入了啮齿目的河狸属(Castor)。直到1777年,这个属名才被改写。

同年,林奈还命名了来自北美的美洲鼹(Scalopusaquaticus)和星鼻鼹(Condyluracristata)。林奈将这两个物种都归入了欧洲常见的鼩鼱属(Sorex)。这两个鼹科物种直到于1803年和1811年才分别拥有了自己的属名。这告诉我们,科学没有绝对权威,科学研究也是不断犯错、纠正的过程。

左图为美洲鼹、右图为星鼻鼹(鼻子特化为22条触须,KenCatania摄)

跨越山和大海的北美来客

新发现的墨脱鼹(程斌/IBE摄)

未闻鼹名

中国科学院昆明动物研究所蒋学龙团队,长期从事哺乳动物分类与进化相关研究。团队很早就发现鼹科物种多样性被低估,存在很多未知的新种或隐存种(后者是指外形相似,但DNA组成差异巨大的类群)。经过多年研究蒋老师团队发现对于外表朴实无华的鼹鼠宝宝,“隐存种”十分普遍,除上述的墨脱鼹之外,还重新确认了雪山鼩鼹(Uropsilusnivatus)和黑臀鼩鼹(Uropsilusatronates)为有效种地位,并发现中国很多鼹类中都存在隐存种。

鼹科系统进化关系示意图

未完待续

虽然全世界55种鼹科动物中有20种生活在中国,但其中仅三种是中国学者参与发现的,对于本土物种多样性资源的发掘,我们仍需努力。此外,鼹类这个长期被忽视和遗忘的类群还存在很多有待研究的科学问题,例如鼹类球蛋白基因家族是如何进化以适应地下和水中的低氧环境,以及触觉中枢神经系统是如何发展最终占据50%的脑区等,作为大自然中数千万年演化的结晶,鼹类还有太多未知的秘密有待我们发掘。

鼹科分类和系统演化研究得到了第二次青藏高原综合科学考察(2019QZKK0501)、国家重点研发计划项目(2017YFC0505200)和中国科学院战略重点研究计划(XDA20050202)和中国国家自然科学基金青年基金(31301869,31900318)等项目的资助。


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