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马脸为啥那么长 进化策略揭秘

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2026-02-17 13:20:15  中国科学院

2009年,邓涛等人在青藏高原发掘札达三趾马。从最早始祖马出现至今,马的历史已有5600万年。直到1万年前的新石器时代,人与马的故事才正式开始。从喝奶吃肉到运输骑乘,马成为人类数千年来最忠实的伙伴之一。时光流转,随着技术进步,机械轰鸣替代了马蹄声声,马的身影逐渐淡出了人们的日常生产生活。

马脸为啥那么长

在今天的科研领域中,马的研究并不是关注的焦点。但总有科学家追寻马的演化、破解马的基因密码、梳理马资源,致力于马的保护和马产业的发展。通过这些研究,我们知道了马脸为什么会那么长,我国马资源的情况如何,中国马有哪些独特的基因,也有了科学家守护普氏野马、德保矮马的动人故事。

邓涛是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,与马结缘已有32年。他提到,在甘肃临夏盆地发现了世界上已知脸最长的马化石。这具马头骨被细腻的黄土完好保存下来,邓涛将其命名为“埃氏马”。它的脸比一般的马长近三分之一,甚至“脸头比”也是最大的。研究发现,“埃氏马”的生存环境十分恶劣,需要更加警惕,边吃边观察周围的风吹草动。只有脸最长、远远便能看到天敌、警惕性最强的马才能生存下来。

对于古生物学家而言,寻找化石材料是一切研究的基础。最令邓涛惊喜的一次科考是在2009年的青藏科考。那时,由于已经有了我国第一次青藏科考的基础,科学家早已发现,三趾马可以作为青藏高原隆升的直接证据。到了实地看到三趾马化石时,邓涛的顾虑全然消散。他们在4000米高山上发现了一副完整的马骨架,过去科考发现的可能是一个头骨、单颗牙齿或分散的骨骼碎片,但这次发掘的马的主要骨骼都在。他们小心地将各个骨骼块挖出,连沉积物一起包好,运回北京。经过技术人员的修复拼接,一副完整的马骨架赫然在目。经过仔细研究发现,这一460万年前的“札达三趾马”化石揭示出喜马拉雅山脉在上新世就隆升到了现代的高度。

生活在大草原、高山草甸等开阔地带的三趾马奔跑速度更快。而在森林里由于树的阻挡,三趾马的奔跑速度相对较慢。邓涛他们发现的这一骨架,恰恰是三趾马中奔跑速度最快的一种,这揭示它的生活环境较为开阔。三趾马生活的4000米高度已经到了高山草甸的地带,这里没有树的阻挡,间接说明了喜马拉雅山脉的隆升。如今,这副马骨架还保存在古脊椎所,常常有世界各地的研究者前来参观、研究。

从最早始祖马出现至今,马的历史已有5600万年。在漫长的历史时期,它们自然地演化着。直到1万年前,人类进入新石器时代,人与马的故事才正式开始。新石器时代,人类的狩猎能力非常强,这是导致北美大型动物灭绝的原因之一,其中也包括野马。15世纪末哥伦布登陆美洲后,欧洲殖民者把家马重新带到了美洲大陆,部分逃到野外成了“野马”,但这并不是生物学意义上的野马。有意思的是,在第四纪冰期,当真马通过“白令陆桥”到达欧亚大陆后,最晚的普氏野马被人类驯化,成为后来我们所见到的“家马”。也就是说,美洲的野马只是生活在野外的家马,而欧亚大陆的家马恰恰是野马的后代。

马无论是“移民”迁徙还是出逃野外,本质都是为了生存。而在生存之战中,马最重要的一个进化策略是奔跑,以更快的速度奔跑。食草动物为了对抗食肉动物,进化出了不同的策略。比如大象变得越来越大,让食肉动物望而却步;犀牛的皮长得越来越厚,让食肉动物知难而退。马的策略则是跑得越来越快,让食肉动物难以追上。为了速度,马在进化上呈现出了许多特点:腿和脚越来越长使得步幅增大,脚趾减到一个使得步频提高,脸部越来越长方便发现天敌后迅速逃跑。从这个意义上说,马像是一个永不停歇的奔跑机器。

人类的驯化无疑增加了马的生存概率,但也让马付出了许多代价。从喝奶吃肉到运输骑乘,再到成为战争工具,马的演化历史也揭示着人类文明的发展史。细数邓涛与马的故事,还有很多。如果追根溯源,他们的缘分始于1994年,这年他刚开始进行博士课题研究。那时,学术界对于第四纪的起始时间争论不断,一种观点认为始于约180万年前,另一种观点认为始于250万年前。邓涛的研究支持了后者。第四纪冰期海平面下降,导致连接东亚和北美的“白令陆桥”出现,这一通道是动物和后来人类移民的关键路径。基于一批新得到的、修复完整的真马化石材料研究,邓涛发现,真马第一次在欧亚大陆出现正是通过白令陆桥迁徙而来。通过更为准确的测量,他们测定出化石时代为距今255万年。这就说明,真马可以作为识别地质时期的典型标志。此外,马还可以成为一个独特的“气候标志”。

通常,大家基于晚期地层中的化石推断,普氏野马只生活在北方地区。但在台湾海峡,渔民打鱼时竟捞上来了普氏野马的化石,这让整个学界都很惊讶。博士期间,邓涛给出了一个强有力的解释:在第四纪冰期强盛的时候,普氏野马一直向南扩散;到了间冰期,冰川消融时,它们又退回至北方地区。因此,普氏野马的化石也能成为人们判定气候波动时期的例证。包括马类化石中保留的牙釉质,都能告诉我们许多意想不到的信息。利用稳定同位素分析可以推断,有的马吃碳四植物多、有的吃碳三植物多,而碳四植物大多分布在热带等地区,碳三植物大多分布在寒冷的地区,这样我们就能知道当时的气候环境信息、植被带如何分布等。

前几年,邓涛再次获得了一批未被研究的马的化石材料,这一次他把材料交给了自己的博士生,就如多年前自己的导师那样。这位博士生将延续马的课题,续写马的故事。提到古生物,大家的第一反应常常是恐龙。其实,每一种古生物都有许多有待探究的奥秘。如马、犀牛、鸟、鱼等,只要深入其中,都能挖掘出很有意思的故事。

(责任编辑:zx0001)
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