佛羅裡達州一具完整豪豬骨骼的新發現揭示了北美豪豬的起源要早得多，早於巴拿馬地峽，並表明豪豬的進化系混合了北美和南美物種的特徵。長期以來，研究豪豬的生物學家們一直在爭論不休。中美洲和南美洲有16 種豪豬，而北美洲只有一種。基因數據表明，這隻北美豪豬屬於一個可追溯到1000 萬年前的血統。然而，化石記錄卻提供了一種截然不同的說法，顯示它們可能在250 萬年前的冰河時期才開始進化。

長期以來，生物學家和古生物學家一直在爭論北美豪豬的起源問題，DNA顯示它們的歷史有1000萬年，而化石則顯示它們可能在250萬年前才開始進化。一項新的研究利用在佛羅裡達州發現的一具近乎完整的豪豬骨骼，透過比較與南美物種的解剖學差異，澄清了這一時間線，並得出結論：北美豪豬確實是一個古老的群體。這項研究得到了一門獨特的大學課程的支持，它還探索了豪豬和其他哺乳動物在各大洲之間更廣泛的遷徙和進化模式，強調了環境變化如何塑造它們的適應性和生存能力的。圖片來源：佛羅裡達博物館，傑夫蓋奇攝

發表在《當代生物學》（Current Biology）雜誌上的一項新研究聲稱，由於在佛羅裡達州發現了一具異常罕見、幾近完整的豪豬骨骼，這一爭議得到了調和。作者透過研究北美豪豬和南美豪豬骨骼結構的關鍵差異得出結論，但要得出結論並非易事。這需要一整個班級的研究生和本科生以及數年的精心準備和研究。

第一作者娜塔莎-維特克（Natasha Vitek）說：「即使是經驗豐富、具備所有必要專業知識的館長，也需要花費大量時間才能完全研究和處理一具完整的骨骼。在佛羅裡達自然歷史在博物館攻讀博士期間，維特克與古脊椎動物館館長喬納森-布洛赫（Jonathan Bloch）合作開設了一門大學課程，讓學生們透過研究豪豬化石獲得實務研究經驗。

古輻射孕育了世界上最大的囓齒動物

豪豬是囓齒類動物的一種，它們的祖先可能起源於3000 多萬年前的非洲。此後，它們的後代通過陸路流浪到亞洲和歐洲部分地區，但它們前往南美洲的旅程是哺乳動物歷史上一個特別具有決定性意義的事件。它們橫渡大西洋–很可能是經由漂流–當時非洲和南美洲的距離比現在近得多。它們是第一批踏上南美洲大陸的囓齒類動物，並在那裡進化成豚鼠、栗鼠、毛冠鼠和豪豬等著名的類群。

有的動物長成了巨人。有一些像老鼠一樣的笨重動物，體長可達5 英尺，裝有一個比李子還重的小腦袋。已經滅絕的水豚的近親甚至長到牛那麼大了。

豪豬的體型相對較小，並演化出適應南美洲茂密雨林樹梢生活的能力。如今，它們藉助長長的手指在樹冠中穿行，手指上長有鈍尖的鐮刀狀爪子，角度恰到好處，可以抓住樹枝。它們中的許多還長著能承受自身重量的長尾，在攀爬和摘取果實時使用。

北美豪豬（左）和南美豪豬（右）在長達1000 萬年的時間裡一直處於不同的進化軌跡上。圖片來源：佛羅裡達博物館，克莉絲汀-格雷斯拍攝

儘管南美洲的動物有著良好的通行記錄，但在數百萬年的時間裡，南美洲一直是個死胡同。南北美洲之間有一條水流湍急的巨大海道，大多數動物都無法穿越，只有對少數幾種動物例外。

大約500 萬年前，巴拿馬地峽高出海平面，切斷了太平洋與大西洋的連結。幾百萬年後，這座陸橋就成了古代擁擠的”公路”，車水馬龍，川流不息。

史前大象、劍齒虎、美洲虎、美洲駝、山雀、鹿、臭鼬和熊從北美洲流向南美洲。反向跋涉的有四種不同的樹懶、超大的犰狳、恐怖鳥、水豚，甚至還有一種有袋動物。

這兩類動物的命運截然不同。南遷的哺乳動物表現相當不錯；許多哺乳動物成功地在新的熱帶環境中站穩了腳跟，並存活至今。但是，幾乎所有向北冒險進入寒冷環境的品係都滅絕了。如今，只有三種哺乳動物倖存：九帶犰狳、維吉尼亞負鼠和北美豪豬。

新化石捕捉到進化的蛛絲馬跡

向北旅行的動物必須面對新的環境，這些環境與它們離開時的環境幾乎毫無相似之處。溫暖的熱帶森林讓位給開闊的草原、沙漠和寒冷的落葉林。對豪豬來說，這意味著要應付殘酷的冬天、更少的資源，以及從樹上下來在陸地上行走。它們還沒有完全掌握在陸地上行走的訣竅；北美豪豬的最大地面速度約為每小時2 英里。

南美豪豬身上有一層中空、重疊的絨毛，很有威脅性，這些絨毛可以提供大量保護，但對調節體溫作用不大。北美洲豪豬用隔熱的毛皮和長長的針狀絨毛取代了這些絨毛，當它們感到威脅時，絨毛就會豎起來。豪豬也不得不改變它們的飲食習慣，這也改變了它們下顎的形狀。

“冬天，當它們最喜歡的食物不在身邊時，它們就會咬樹皮，以獲取樹皮下的軟組織。這不是很好的食物，但聊勝於無，」維特克說。 “我們認為，這種進食方式選擇了一種特殊的下顎結構，使它們更善於磨牙。”

它們也失去了前伸的尾巴。儘管北美豪豬仍然喜歡攀爬，但這並不是它們的強項。博物館中的標本經常有骨折癒合的痕跡，很可能是從樹上摔下來造成的。

在化石中可以觀察到許多這些特徵。問題是化石並不多。根據維特克的說法，大多數化石都是單一的牙齒或下巴碎片，研究人員經常將它們與南美洲豪豬混為一談。那些被認為屬於北美豪豬的化石缺乏關鍵特徵，而這些特徵可以為古生物學家提供豪豬如何演化的線索。

因此，當佛羅裡達博物館古生物學家阿特-波耶在佛羅裡達州的一個石灰岩採石場發現一具保存完好的豪豬骨架時，他們非常清楚這具骨架的意義。

研究的資深作者布洛赫說：「當他們第一次把它帶來時，我感到非常驚訝。像這樣不僅有頭骨和下顎，還有身體其他部位許多相關骨骼的化石骨骼非常罕見。透過它，我們可以更全面地了解這種已經滅絕的哺乳動物是如何與環境互動的。 “

透過將化石骨骼與現代豪豬的骨骼進行比較，布洛赫和維特克相信他們能夠確定豪豬的身份。但這需要大量的工作，一個人無法在短時間內獨立完成。於是，他們共同開設了一門古生物學大學課程，整個學期唯一的作業就是研究豪豬骨骼。

維特克說：『只有像佛羅裡達博物館這樣的地方才能教導這種東西，因為那裡既有藏品，又有足夠的學生來研究它們。我們的重點是下顎、四肢、腳和尾巴的細節。這需要進行一系列非常詳細的比較，你可能在第一次看到時根本不會注意到。

研究結果令人吃驚。這具化石沒有強化的吠咬顎，也沒有前伸的尾巴，因此看起來與南美洲豪豬的關係更為密切。但維特克說，其他特徵與北美豪豬更為相似，包括中耳骨的形狀以及下部前牙和後牙的形狀。

綜合所有數據，分析結果一致給了相同的答案。這些化石屬於一種已經滅絕的北美豪豬，這意味著這群人的歷史悠久，很可能在巴拿馬地峽形成之前就已經開始了。但是，關於這個類群曾經有多少個物種，以及為什麼它們會滅絕，仍然存在疑問。

維特克說：”我們的研究還沒有解決的一個問題是，這些已經滅絕的物種是否是今天還活著的北美豪豬的直系祖先。豪豬也有可能兩次進入溫帶地區，一次在墨西哥灣沿岸，一次在西部。

編譯來源：ScitechDaily