一項研究發現，廣為人知的劍齒虎反覆進化出標誌性的牙齒作為最佳狩獵工具，揭示了它們牙齒結構和狩獵策略的驚人多樣性。研究人員利用3D 列印牙齒複製品和電腦模擬等創新技術，揭示了為什麼劍齒虎等劍齒虎的強大牙齒具有進化優勢。他們的研究不僅突出了牙齒形狀和狩獵策略的多樣性，還討論了該物種的滅絕敏感性及其對進化生物學的影響。

劍齒虎的進化優勢

以標誌性的劍齒虎為代表的劍齒虎在多個哺乳動物群體中獨立進化。今天（1 月9 日）發表在《當代生物學》上的一項新研究揭示了原因：這些獨特的牙齒“功能最佳”，使它們能夠非常有效地刺穿獵物。

这项研究由布里斯托尔大学的科学家与莫纳什大学的合作者领导，他们发现剑齿食肉动物的长而锋利的刀片状牙齿作为狩猎和捕获猎物的专业工具具有显著的优势。

研究結果不僅解釋了為什麼劍齒適應性在哺乳動物中至少出現了五次，而且還為它們最終的滅絕提供了見解。雖然牙齒高度專業化，但它們可能充當了“進化棘輪”，提高了狩獵成功率，但當生態系統發生變化、獵物變得稀缺時，這些食肉動物更容易滅絕。

圖表顯示功能優化驅動極端劍齒形態的反覆進化。圖片來源：Tahlia Pollock

劍齒特徵的平衡

研究團隊著手測試劍齒形狀是否是兩種相互競爭的需求之間的最佳平衡：足夠鋒利和細長以有效刺穿獵物，以及足夠鈍和堅固以抵抗折斷。他們利用3D 列印鋼製牙齒複製品，進行了一系列咬合實驗和先進的電腦模擬，分析了95 種不同食肉哺乳動物牙齒的形狀和性能，其中包括25 種劍齒虎。

布里斯托爾地球科學學院古生物學研究小組的主要作者Tahlia Pollock 博士解釋說：「我們的研究有助於我們更好地了解極端適應性是如何進化的——不僅僅是劍齒虎，而是整個自然界。

另一個重要發現挑戰了傳統觀點，即劍齒虎只分為兩類：「短劍齒虎」和「彎刀齒虎」。相反，這項研究揭示了劍齒虎的一系列形狀，從Barbourofelis fricki 的長而彎曲的牙齒到Dinofelis barlowi 的更直、更堅固的牙齒。這支持了越來越多的研究，顯示這些掠食者的狩獵策略比以前認為的更加多樣化。

未來的研究和影響

展望未來，團隊計劃擴大他們的分析範圍，涵蓋所有牙齒類型，旨在揭示塑造動物界不同牙齒結構進化的生物力學權衡。

「這些發現不僅加深了我們對劍齒捕食者的理解，而且對演化生物學和生物力學也有更廣泛的影響，」莫納什大學生物科學學院的Alistair Evans 教授補充道。 “這項研究的見解甚至可以幫助為工程中的仿生設計提供資訊。”

編譯自/ scitechdaily