中新網(wǎng)北京2月25日電 (記者 孫自法)現(xiàn)已滅絕的200萬年前的長鼻三趾馬，因其獨特的鼻骨形態(tài)一點也不像其他馬科成員，反而跟現(xiàn)代東南亞的馬來貘相似，故被命名為長鼻三趾馬，其生活于何種環(huán)境？長鼻有何用途？在古生物學(xué)界頗受關(guān)注。

　　草原生態(tài)系統(tǒng)的成功適應(yīng)者

　　中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所鄧濤研究員團隊通過與現(xiàn)生高鼻羚羊的功能形態(tài)學(xué)對比，發(fā)現(xiàn)長鼻三趾馬的長鼻是應(yīng)對草原環(huán)境下溫度調(diào)節(jié)和高速奔跑時供氧/散熱需求的適應(yīng)性創(chuàng)新。

　　因與“密林隱居者”貘的形態(tài)相似，長鼻三趾馬一直被誤判為占據(jù)近水食葉的生態(tài)位。最新研究根據(jù)穩(wěn)定同位素證據(jù)，明確長鼻三趾馬其實是典型的開闊環(huán)境食草者。

　　馬年新春之際，這項古馬研究成果的相關(guān)論文，在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《創(chuàng)新-地球科學(xué)》發(fā)表。

　　鄧濤研究員介紹說，現(xiàn)生動物的大鼻子有“長鼻”“隆鼻”兩種，前者為鼻部和上頰側(cè)肌聯(lián)合構(gòu)成靈活、管狀的延伸體，其重要作用是抓取食物，以大象和貘最具代表性；后者鼻孔開口于大鼻子末端，沒有取食功能，包括駝鹿、高鼻羚羊、犬羚和象海豹等。

　　之前推測長鼻三趾馬像貘一樣生活于近水環(huán)境并以樹葉為食的這一假說，與后來發(fā)現(xiàn)長鼻三趾馬在早更新世草原擴張時期的廣泛分布產(chǎn)生了矛盾。穩(wěn)定同位素分析顯示，長鼻三趾馬的碳同位素值落在典型的碳三(C3)草本植物攝食區(qū)間，確鑿證明其為草本植物取食者，生態(tài)位為開闊草原環(huán)境。

　　鄧濤指出，這一結(jié)論與長鼻三趾馬的極度高冠齒、復(fù)雜的釉質(zhì)褶皺結(jié)構(gòu)以及適于奔跑的修長四肢等形態(tài)特征完全吻合。因此，長鼻三趾馬是晚新生代東亞草原生態(tài)系統(tǒng)中成功的適應(yīng)者，而非森林或沼澤邊緣的居民。

　　供氧散熱支持跑得更快更久

　　至于長鼻三趾馬獨特的長鼻結(jié)構(gòu)究竟有何功能形態(tài)學(xué)意義？其起源與擴散過程又與晚新生代青藏高原隆升和全球氣候變化有何關(guān)聯(lián)？研究團隊通過與現(xiàn)生開闊草原動物高鼻羚羊的“隆鼻”結(jié)構(gòu)進行功能形態(tài)學(xué)對比，分析得出以下適應(yīng)性詮釋：

　　首先，在冬季寒冷干燥的草原環(huán)境中，隆鼻可以增加空氣在進入肺部前的路程，起到預(yù)熱和加濕冷空氣的作用，保護肺部并減少熱量散失；在夏季，鼻腔內(nèi)豐富的黏膜表面積有助于通過水分蒸發(fā)進行高效散熱。

　　其次，開闊草原多風(fēng)沙，延長的鼻腔通道能更有效過濾空氣中的塵埃和顆粒物，保護呼吸道。

　　第三，尤其是作為需要快速奔跑以避險或遷徙的動物，長鼻三趾馬在高速運動時耗氧量和產(chǎn)熱量激增。更大的鼻腔容積允許單次呼吸吸入更多氧氣。同時，通過呼吸這一過程也能更有效排出奔跑產(chǎn)生的體熱，從而支持長鼻三趾馬跑得更快、更久。

　　完美契合“走出西藏”理論模型

　　鄧濤表示，在甘肅臨夏盆地，晚中新世最晚期的地層中存在長鼻三趾馬的祖先膜鼻三趾馬，其上覆的早上新世地層中則直接出現(xiàn)了原始長鼻三趾馬，兩者在時間序列上完全銜接，顯示長鼻三趾馬應(yīng)起源于青藏高原東北緣地區(qū)。

　　更重要的是，臨夏盆地上新世時已因高海拔背景而氣候寒涼，與處于較低海拔、經(jīng)歷上新世暖期和早更新世冰期劇烈氣候波動的華北不同。這意味著，長鼻三趾馬在其起源地已適應(yīng)相對寒冷干旱的環(huán)境，“預(yù)適應(yīng)”了即將到來的第四紀(jì)冰期。

　　因此，長鼻三趾馬從青藏高原東北緣向華北等地的擴散歷史，完美契合了“走出西藏”理論模型：在青藏高原隆升過程中，一些動物類群在高海拔寒冷環(huán)境中演化出適應(yīng)性特征，此后隨著全球氣候變冷變干，這些預(yù)先適應(yīng)了寒冷氣候的類群得以順利向周邊中低海拔地區(qū)擴散并取得成功。長鼻三趾馬正是這一演化進程在晚新生代東亞馬科動物中的生動例證。

　　在鄧濤看來，本項成果不僅澄清了一個重要化石物種的生物學(xué)真相，更展示出如何通過形態(tài)學(xué)、同位素地球化學(xué)、古生態(tài)學(xué)、動物行為學(xué)、生物地層學(xué)等多學(xué)科證據(jù)的交叉整合，來深入解讀遠古生物的適應(yīng)策略與演化歷史，并為理解青藏高原隆升與東亞晚新生代哺乳動物演化的關(guān)系貢獻具體案例。

　　他透露，未來研究可進一步通過計算機斷層掃描(CT)進行鼻腔三維重建與空氣動力學(xué)模擬，或?qū)采亩喾N馬科動物進行更高分辨率的同位素與牙釉質(zhì)微痕分析，以深化對其生態(tài)位分化機制的理解。(完)