劍齒虎是如何獲得長長的上犬齒的？在一項開創性的研究中，一個國際科學家小組探索了劍齒虎牙齒的進化發展，揭示了劍齒虎物種頭蓋骨形式的複雜連續性和加速的進化速度。這項研究深入揭示了這些掠食者的衰落和更廣泛的進化趨勢，加深了我們對地球過去和演化趨同機制的了解。

在貓科動物和獵貓科動物顱骨中觀察到的形態變化範例，這些物種的上犬齒有長有短。圖片來源：Narimane Chatar / 列日大學

劍齒虎是一種標誌性的細長上犬齒，長期以來一直吸引著科學家和普通大眾，這主要是因為它們曾多次出現在化石記錄中，其中包括兩個特別著名的劍齒虎品系：貓科（家貓、獅子、老虎等的家族）和獵貓科（一個完全滅絕的家族）。然而，這些家族獲得細長上犬齒的過程仍然相當不清楚。

耶魯大學博物館（耶魯大學博物館，美國紐黑文）掃描的劍齒虎Eusmilus sicarius 的頭骨和下顎骨。來源：N.Chatar/列日大學

研究的第一作者納里曼-查塔爾（Narimane Chatar）在列日大學EDDy實驗室完成了博士學位，現在是美國加州大學柏克萊分校的博士後研究員。研究小組使用最先進的三維掃描儀和分析方法，精心收集和分析了來自各種現有和已滅絕物種的數據。

“我們對來自不同時代和大陸的99個下顎骨和91個頭骨的形狀進行了量化，使我們對這些動物的進化有了更好的了解。揭開劍齒虎進化的秘密不僅豐富了我們對地球過去的了解，也記錄了導致演化趨同的機制，”ULiège 的EDDyLab 主任Valentin Fischer 教授說。

這項研究揭示了一些令人驚訝的結果。首先，在上犬齒較長的物種和上犬齒較短的物種中，並不存在兩種截然不同的頭顱形態，相反，在現今最小的貓科動物和已經滅絕的劍齒虎之間，存在著一種連續的形態。

法屬圭亞那大學的研究員瑪戈-米肖博士說：”從形態學的角度來看，現今小型貓科動物的頭骨與大型劍齒貓科動物的頭骨一樣奇特和經過改造。因此，這是貓科掠食者在地質年代演變過程中所經歷的連續形態中的兩個極端。

「我們的研究表明，我們通常認為教科書中的進化模式例子實際上是出於教育目的而簡化的。」羅馬拉薩皮恩扎大學（University of Rome La Sapienza）博士後研究員達維德-塔馬尼尼（Davide Tamagnini）解釋說：”然而，當我們潛心進行統計分析時，就會發現這些案例中的情況要復雜得多，這也是我們的收斂性測試結果所表明的。”

第二個驚喜涉及進化產生劍齒虎物種的路徑。事實上，研究團隊的研究發現，劍齒物種在演化史初期的形態演化速度要快於犬齒較短的物種。

瑪格特-米肖指出：”除其他引人入勝的發現外，我們還發現劍齒虎物種的顱頜齒一體化程度降低，從而促進了頜骨和頭顱形態的適應性和多樣化。”

快速的形態多樣化和可塑性較強的頭骨被認為是促進貓科和獵貓科動物出現細長上犬齒的兩個關鍵因素。查塔爾博士說：”因此，進化成類似劍齒貓科的食肉動物似乎有一個共同的秘訣。”

最後，研究小組的研究強調了劍齒類動物的衰落以及貓科掠食者在其進化史上的廣泛趨勢。儘管劍齒虎”僅”在幾千年前滅絕，但事實上，自中新世（距今-2300 萬年至-500 萬年前）以來，貓科掠食者一直在減少。

塔馬格尼尼博士解釋說：”其中一些貓科掠食者，尤其是劍齒虎物種迅速佔據了相當專門化的壁龕，這使它們更容易滅絕。”

這種現像被稱為”宏觀進化棘輪”，它被認為是某些族群衰落的潛在驅動力，在這種情況下，進化有利於早期普遍化形式的喪失，從而導致在族群歷史的後期出現更加特化但也更加脆弱的形式。

肉食動物有自己的進化途徑和滅絕風險。費雪教授總結說：”研究遠古食肉動物是如何繁榮和衰落的，可以為我們提供有關生態系統可能的未來的信息。”

編譯來源：ScitechDaily