踩都踩不死,鼩鼱的脊椎為何這麼強?科學家花了一百年都搞不懂
2023-03-31 17:29:38
乍一看,這種小動物並不新鮮。它的皮毛是灰褐色的。它看起來像一隻鼴鼠、一隻刺蝟和一隻長著長鼻子的胖乎乎的老鼠。古人說老鼠不能因其外表而被人誤解。這種小哺乳動物的名字很特別。英文名字是英雄悍婦,也就是英雄悍婦。科學家們在2013年發現的一種鼩鼱甚至被稱為雷神英雄鼩鼱。
你為什麼給他們起這麼「強」的名字?因為他們真的可以像傳奇英雄一樣戰鬥。在它們的皮毛下是動物王國裡最奇怪的骨骼。它們的脊椎以連鎖的方式連接在一起,這使得它們的脊椎非常強壯——更不用說它們不會被踩死。據說一隻只有0.1公斤重的英雄鼩鼱可以背上一個成年人的體重!
此前,科學家不知道為什麼這些小動物會長出如此瘋狂的刺。最近,在尋找線索時,一些科學家對鼩鼱的脊柱進行了CT掃描,似乎找到了這個問題的答案。史蒂芬妮·史密斯是菲爾德博物館和芝加哥大學的博士後研究員,她和同事的研究成果最近發表在英國皇家學會雜誌上
大約100年前,西方科學家第一次認識到了英雄鼩鼱,但是剛果盆地的曼貝圖人比他們更早就知道英雄鼩鼱的驚人力量。有一次,曼格比圖向歐洲和美國的科學家展示,一隻成年鼩鼱被允許站在鼩鼱的背上,而鼩鼱並沒有受到傷害。2013年,科學家發現了一種特殊的鼩鼱,它的脊椎介於英雄鼩鼱和普通鼩鼱之間。他們想知道鼩鼱是如何通過這種鼩鼱進化而來的,但由於大多數野生鼩鼱生活在政治不穩定的剛果地區,科學家無法進行研究。
「有兩種英雄鼩鼱,博物館裡有它們的標本,但科學家看不到它們的實際功能。這幾乎就像研究化石記錄中的動物。標本告訴我們它們的解剖結構,但是我們不能把活體標本帶到實驗室進行觀察,」野外博物館古生物學館長肯尼斯·安格爾奇克說,他也是該研究論文的合著者。
2013年研究論文的作者,包括該領域已故的收藏家比爾·斯坦利,認為當這些動物搬動木頭、剝下棕櫚莖去捕食昆蟲時,它們堅不可摧的脊柱可能會被用作支撐。當沒有科學家以這種方式觀察到他們使用脊椎時,這只是一個假設。
「它們的脊柱是拱形的,當它們收縮肌肉擠壓脊柱時,脊柱緊密相連。當這種情況發生時,它會變成一個堅固的椎體,而不是一堆彎曲的椎體,」史密斯說。史密斯和安吉爾·茨克沒能聯繫到任何活著的鼩鼱,所以他們轉向了野外博物館收集的骨頭。他們對兩個已知的英雄鼩鼱和一個普通鼩鼱的骨骼進行了顯微CT掃描,以進行比較。這些掃描揭示了骨骼的細微細節,但更重要的是,它們也暗示了骨骼在生活中的用途。
「脊椎在某種程度上記錄了生活中作用於它們的力。骨頭裡有特殊的細胞,當壓力施加在它們身上時,這些細胞就會被檢測出來。它們發出信號來重組骨骼,以更好地處理它們所承受的力,因此骨骼會在動物的一生中對習慣性的力做出反應,」史密斯解釋道。
Smith和angell Tsk知道骨骼內部結構的變化取決於作用在骨骼上的力的方向,所以他們試圖確定這些鼩鼱需要用這麼強壯的脊柱做什麼。「他們發現兩種英雄鼩鼱的脊椎中有非常非常厚的海綿狀骨骼。史密斯說:「與其他鼩鼱相比,相對於結構的總體積,骨骼的比例非常高。「這讓骨頭更強壯。這就像一把椅子,有粗腿和連接這些腿的橫梁,比只有四條細腿但沒有橫梁的椅子更結實。
「這真的很有趣,因為它說這些傢伙可以承受很大的壓力,從頭到尾壓迫他們的脊椎。這是四足動物脊椎受壓的主要方向,」史密斯繼續說,這可能不一定能解決為什麼它們進化出如此強壯的脊椎的問題,但它確實給了我們一個指示,表明它們習慣性地受到這個方向的強大力量。"
總之:英雄鼩鼱的刺不僅外表堅硬,但從內部看也非常濃密。在某種程度上,它們可以承受像尺蠖一樣被緊緊擠壓的壓力。然而,這並不能證實斯坦利的假設,即鼩鼱會蜷曲起來,然後伸展它們的脊椎,把手掌的樹幹楔開去抓昆蟲,這只能通過直接觀察來完成。然而,它確實表明了鼩鼱的脊椎能夠抵抗這種行為所產生的力量。
安吉爾·齊克說:「小哺乳動物在世界上的經歷與我們不同,我們沒有太多關於小哺乳動物如何影響它們與世界互動的信息。」。我們興趣的一部分是如何成為一隻小哺乳動物,以及在不同的功能環境中,你需要什麼來有效地抵抗施加在你身體上的力。這是我們不太了解的事情,但它非常重要,因為我們是從小型哺乳動物進化而來的。更好地理解成為小型哺乳動物的條件對於理解包括我們在內的許多哺乳動物的古怪非常重要。"