佛罗里达的豪猪化石解决了一个酝酿1000万年的棘手难题

南美豪猪有大而中空的羽毛，而北美豪猪则不那么显眼，但同样厉害。资料来源：uux.cn佛罗里达博物馆，Kristen Grace

（神秘的地球uux.cn）据佛罗里达州自然历史博物馆（Jerald Pinson）：研究豪猪的生物学家之间有一场长期的争论。中美洲和南美洲有16种豪猪，但美国和加拿大只有一种。DNA证据表明，北美唯一的豪猪属于一个起源于1000万年前的群体，但化石似乎讲述了一个不同的故事。一些古生物学家认为，它们可能是在250万年前冰河时代开始时进化而来的。

发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究声称，由于在佛罗里达州发现了一具异常罕见、几乎完整的豪猪骨架，这一争议得以解决。

作者通过研究北美和南美豪猪骨骼结构的关键差异得出了他们的结论，但要做到这一点并不容易。这花了整整一班研究生和本科生，以及几年的精心准备和学习。

首席作者Natasha Vitek说：“即使是一位经验丰富、拥有所有必要专业知识的策展人，也需要花费惊人的时间来全面研究和处理整个骨架。”。在佛罗里达自然历史博物馆攻读博士生期间，Vitek与脊椎动物古生物学策展人Jonathan Bloch合作开设了一门大学课程，学生们通过研究豪猪化石获得了实际研究经验。

豪猪是一种啮齿动物，它们的祖先可能起源于3000多万年前的非洲。此后，它们的后代通过陆路游荡到亚洲和欧洲部分地区，但它们的南美洲之旅是哺乳动物历史上一个特别具有决定性意义的事件。

当非洲和南美洲比今天更紧密的时候，他们很可能是通过漂流穿越大西洋的。它们是第一批踏上非洲大陆的啮齿动物，在那里它们进化成了豚鼠、龙猫、水豚和豪猪等知名群体。

有些呈巨大的比例。那里有五英尺长的笨重的老鼠状动物，它们的大脑很小，重量还不到一个李子。水豚的灭绝亲属长到了奶牛的大小。

豪猪仍然相对较小，并进化适应了南美洲郁郁葱葱的热带雨林的树梢生活。如今，它们借助长手指在树冠中穿行，长手指上覆盖着钝的镰刀形爪子，爪子的角度完美地可以夹住树枝。许多人还有长长的、可抓握的尾巴，能够承受它们的重量，它们在攀爬和伸手拿水果时使用这些尾巴。

前研究生Natasha Vitek和她的顾问Jonathan Bloch共同创建了一个大学课程，让学生们学习古生物学，同时亲身体验一具罕见的200万年前豪猪骨架。资料来源：uux.cn佛罗里达博物馆，Jeff Gage

尽管南美洲有着良好的出行记录，但数百万年来，南美洲一直是一条死胡同。一条湍急的洋流将北美和南美分隔开来，大多数动物都无法穿越，只有少数明显的例外。

从大约500万年前开始，巴拿马地峡上升到海平面以上，切断了太平洋与大西洋的联系。几百万年后，这座陆桥变成了古代拥堵的高速公路，交通双向流动。

史前的大象、剑齿猫、美洲虎、美洲驼、山核桃、鹿、臭鼬和熊从北美洲流向南美洲。这场反向跋涉是由四种不同种类的地面树懒、超大的armadillos、恐怖鸟、水豚甚至有袋动物完成的。

这两个群体遭遇了截然不同的命运。那些向南迁徙的哺乳动物表现相当不错；许多人在新的热带环境中成功地定居下来，并存活至今。但几乎所有冒险向北进入寒冷环境的谱系都已灭绝。如今，只剩下三只幸存者：九带armadillo、弗吉尼亚负鼠和北美豪猪。

向北迁徙的动物不得不面对与它们留下的环境几乎没有相似之处的新环境。温暖的热带森林被开阔的草原、沙漠和寒冷的落叶林所取代。对于豪猪来说，这意味着要应对严酷的冬天，减少资源，从树上下来在陆地上行走。他们仍然没有完全掌握后者的窍门；北美豪猪的最大地面速度约为每小时2英里。

南美豪猪身上有一层中空、重叠的羽毛，可以提供大量保护，但对调节体温几乎没有作用。北美豪猪用绝缘毛皮和长的针状羽毛代替了它们，当它们感到威胁时，可以把它们养起来。他们还必须改变饮食，这改变了他们下巴的形状。

Vitek说：“在冬天，当它们最喜欢的食物不在身边时，它们会咬树皮来获取下面较软的组织。这不是什么好食物，但总比什么都没有好。”。“我们认为这种类型的进给是为特定的下颌结构选择的，这使它们更善于研磨。”

它们也失去了可抓握的尾巴。尽管北美豪猪仍然喜欢攀爬，但这并不是它们的专长。博物馆的标本经常显示骨折愈合的证据，很可能是从树上掉下来造成的。

北美豪猪（左）和南美豪猪（右）在长达1000万年的时间里一直处于不同的进化轨迹上。资料来源：uux.cn佛罗里达博物馆，Kristen Grace

这些特征中的许多可以在化石中观察到。问题是没有多少化石可供使用。根据Vitek的说法，大多数是单独的牙齿或颌骨碎片，研究人员经常将它们与南美豪猪混为一谈。那些被认为属于北美类群的生物缺乏关键特征，无法为古生物学家提供它们如何进化的线索。

因此，当佛罗里达博物馆古生物学家Art Poyer在佛罗里达石灰岩采石场发现一具保存精美的豪猪骨架时，他们就很清楚它的意义。

“当他们第一次把它带进来的时候，我很惊讶，”该研究的资深作者Bloch说。“像这样的骨骼化石不仅有头骨和下巴，还有身体其他部位的许多相关骨骼，这是非常罕见的。这让我们可以更完整地了解这种灭绝的哺乳动物是如何与环境相互作用的。我们马上注意到，它与现代北美豪猪的不同之处在于，它有一条专门用来抓树枝的尾巴。”

通过将骨骼化石与现代豪猪的骨骼进行比较，Bloch和Vitek相信他们可以确定其身份。但这需要的工作量超过了一个人在短时间内独自完成的工作量。因此，他们共同创建了一门古生物学大学课程，整个学期唯一的作业就是研究豪猪的骨头。

Vitek说：“这种东西只能在佛罗里达博物馆这样的地方教授，那里既有藏品，也有足够的学生来研究。”。“我们关注的是下巴、四肢、脚和尾巴的细节。这需要一系列非常详细的比较，你可能在第一次通过时都没有注意到。”

结果令人吃惊。该化石缺乏强化的啃树皮颚，并且有一条可抓握的尾巴，这使它看起来与南美豪猪的亲缘关系更为密切。但是，Vitek说，其他特征与北美豪猪更相似，包括中耳骨的形状以及下门牙和后牙的形状。

综合所有数据，分析始终提供了相同的答案。这些化石属于北美豪猪的一个已灭绝物种，这意味着这个群体有着悠久的历史，可能始于巴拿马地峡形成之前。但是，这个群体中曾经存在过多少物种，或者它们为什么会灭绝，这些问题仍然存在。

Vitek说：“我们的研究没有解决的一件事是，这些灭绝的物种是否是今天活着的北美豪猪的直系祖先。”。“豪猪也有可能两次进入温带地区，一次沿着墨西哥湾海岸，一次向西。我们还没有到达那里。”

佛罗里达自然历史博物馆的Jennifer Hoeflich、Isaac Magallanes、Sean Moran、Rachel Narducci、Victor Perez、Jeanette Pirlo、Mitchell Riegler、Molly Selba、María Vallejo Pareja、Michael Ziegler、Michael Granatosky和Richard Hulbert也是这篇论文的作者。