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来源:把科学带回家(ID:steamforkids
撰文:七君
人类活动给许多生物的生存造成了威胁,可是也有一些生物是依赖人类才能超长待机、逃避灭绝、在地球上存活下来。
你可能不知道,咱们平时吃的南瓜和西葫芦早就该灭绝的。南瓜和西葫芦都是葫芦科南瓜属(Cucurbita)的植物,现在南瓜属几乎没有野生品种了,几乎只剩人类培育的那些了。
为什么呢?因为南瓜属植物种子的传播者早就灭绝了。
原来,南瓜属的植物富含葫芦素,苦味的葫芦素是植物用来防止动物啃噬的生化武器,人类只要吃几口富含葫芦素的野瓜就会中毒。
和人类类似,中小型哺乳动物都不太喜欢苦不喇及的野瓜。比如,在美洲野外可以找到的南瓜属臭瓜(Cucurbita foetidissima)成熟后的味道很苦,猫和狗都不吃。牛吃了以后,它们的奶水也会变苦,它们不是饿极了也不吃,如果牛羊一下子吃太多这些野瓜就会中毒。
南瓜属仅存的野生品种之一的臭瓜(Cucurbita foetidissima)图片来源:wikipedia
但是大型哺乳动物,比如已经灭绝的美洲乳齿象和地懒却不怕。这一方面是因为这些动物因为体型的关系不容易中毒,另一方面是因为它们品尝苦味的受体 TAS2R 基因比小动物少得多,所以对苦味不太敏感。从美洲乳齿象和地懒的粪便化石可以看出,它们常吃葫芦科植物的瓜。
美洲乳齿象(左)和非洲象(右)的对比
这一点在现在也成立,非洲象就会吃葫芦科的苦味瓜瓜。尼泊尔的独角犀牛也喜欢吃滑桃树(Trewia nudiflora)的苦味果子,每天能吃数百个。
因为不缺传播者,在一万年前南瓜属植物的口味虽然比较苦涩,但是却能在美洲欣欣向荣。
可是,在全新世早期(约1.1万年前),美洲的大型哺乳动物灭绝了。大型哺乳动物灭绝后,南瓜的处境就很艰难,因为小动物不喜欢它们的苦涩,因此不会帮它们传播种子。如果不是人类及时培育出能吃的南瓜,它们恐怕早已挂机。
可以说,南瓜葫芦是靠吃瓜群众才得以幸存的。
实际上,和南瓜属的蔬果类似,许多美洲植物早就应该灭绝了。
比如,牛油果(Persea americana)那么大的核是为地懒准备的,小动物无法吞下整个核,也就做不到帮牛油果传播种子。和牛油果类似,番木瓜(Carica papaya)的传播者也灭绝了,它们的种子有毒且又大颗,小型动物无法把它们搬运到其他地方传播。
制造巧克力的可可树(Theobroma cacao)也和南瓜类似,它们种子的传播者已经不在世上了。在距今2.2-1.3万年前的上一个冰河世纪,可可树的分布范围急剧减少。而现在它们的种子主要靠人类传播和栽植,在野外并没有得力的传播者。
可可树(Theobroma cacao)和可可果——巧克力的原材料 图片来源:britannica
美国柿(Diospyros virginiana)的传播者也灭绝了。这种柿子的种子是有毒的,不能咬碎了吃,所以小型动物不可能为它们的传播种子。
美国柿(Diospyros virginiana) 图片来源:wikipedia
最早发现如今的许多瓜果“穿越时空”的是宾夕法尼亚大学的生态学家 Dan Janzen 和亚利桑那大学的地质学家 Paul Martin。1982年,他们在Science上发表了一篇文章,指出中美洲的许多蔬果的真正传播者早已灭绝。
后来,本该灭绝却还存在的生物就被叫做 Evolutionary anachronism(演化时代错位) 。
上面介绍的这些超长待机的植物来自美洲,咱们平时见不到它们的果树本体。但是在国内我们平时在马路上也可以看到一个穿越而来的树种,那就是银杏(Ginkgo biloba)。
银杏在侏罗纪时代就存在了,因此常被称为活化石。“活化石”这个昵称让许多人产生了误解:银杏的适应力很强。现实并非如此,银杏果实的传播者也早就灭绝了。如果不是人类,银杏也早该消失了。
银杏的果子很臭,并不招大多数动物喜欢。因为银杏果子的独特臭味,一些食肉动物也会吃它们。可是,肉食动物拉屎有规定,屎是用来画领地用的,所以它们的传播效率也是有限的。
现在大家并不清楚银杏过去的战略合作伙伴是谁。中生代啮齿动物多瘤齿兽(Multituberculata)可能是银杏种子的传播者,它们和松鼠一样有存粮过冬的习惯,可是它们早已灭绝。
北美古新世的已灭绝的多瘤齿兽类Taeniolabis的体重可达100千克 图片来源:wikipedia
因为银杏的种子主要传播者已经灭绝,而后来出现的传播者效率不高,因此大概在两百万年前,银杏的分布范围缩小到浙江天目山等我国境内的少数几个避难所。
如果不是我国古代的某些僧人的培育,银杏可能早就团灭了。因为这些僧人给我们留图又留种,我们现在还可以在城市中见到它们。在1730-1750年间,银杏被引入欧洲。2019年浙江大学发表在Nature Communications上的一项研究发现,现在世界上的几乎所有银杏都是天目山银杏的后代。
西安古观音禅寺内的一棵1400多年树龄的古银杏树
说了这么多跨时代的植物,有没有动物也是“穿越”来的呢?其实有。
比如,马达加斯加的屎壳郎Helictopleurus giganteus现在完全依赖人类拉的便便为生。可是人类是在两千年前才到马达加斯加的,之前它们吃的是谁的屎呢?
依赖人类粪便为生的屎壳郎Helictopleurus giganteus图片来源:wikispecies
再有,印尼的特有生物科莫多巨蜥(Varanus komodoensis)现在的主要食物(如水牛)都是人类引入的。那么在人类给它们带来食物之前,它们吃的是谁的肉呢?
科莫多巨蜥(Varanus komodoensis) 图片来源:wikipedia
如果没有人类,一些动物很快就会灭绝,比如马。
马虽然是常见的家畜,但你可能不知道,这世界上已经没有野马了,野马在几百到几千年前就灭绝了。2018年发表在Science上的一项研究指出,曾被认为是最后的野马的普氏野马,实际上是5千年前在中亚被驯化的马浪到野外形成的群落。
普氏野马 图片来源:Jessie Cohen, Smithsonian's National Zoo
现在普氏野马也混得不好,在野外它们的数量只有几千头,全靠人类的保育计划才勉强没有被地球服务器删号。
野马在灭绝线上的挣扎和它们这个目的属性有很大关系。
实际上,奇蹄目的生物(如马和犀牛)普遍不如偶蹄目(如牛羊)成功。偶蹄目的适应性更强,可以在更极端的环境里生存,但是奇蹄目就不行。许多奇蹄目的生物在始新世晚期(约三千万年前)就灭绝了。
偶蹄目的反刍消化系统比奇蹄目的后肠发酵式的消化系统更为高效,这可能是偶蹄目目前分布更广的一个原因。
颈动脉网(红蓝网状结构) 图片来源:(DOI)10.1093/conphys/cow078
当然,也有人认为,偶蹄目具有的颈动脉网对大脑有重要的保护作用。颈动脉网可以让大脑温度不会随体温剧烈波动,这让它们可以适应多变的天气,这种优势也是奇蹄目动物所不具有的。
总之,若不是人类的存在,我们熟知的许多生物会“马”上消失。
远古巨兽 :就这?粪内之事,何足挂齿。
-END-
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