貓是完美的。進化生物學家解釋了為什麼

貓已經達到了進化上的完美

Illustration of Anjali Goswami holding a cat.

Shideh Ghandeharizadeh

安賈莉·戈斯瓦米 (Anjali Goswami) 認為是完美的——不是像普通的愛貓人士那樣,出於對它們的美麗、運動能力和獨立精神的欽佩,而是從科學的角度來看。戈斯瓦米是倫敦自然歷史博物館的進化生物學家,她研究脊椎動物動物隨時間推移的大規模進化模式。她認為——從斑貓到老虎——是進化的典型產物。她的解釋以引人入勝的新視角揭示了貓以及進化成功的意義。

以下是經過編輯的採訪記錄.

當我第一次看到您關於貓是完美的論點時,作為一名貓愛好者,我的第一反應是:“當然是這樣。科學證實了顯而易見的事實。” 但後來我意識到這是一個非常有趣的想法。這是怎麼來的?

我當時正在讀亞歷克斯·德甘 (Alex Dehgan) 的一本名為《雪豹計劃》的書。在書中,德甘提到,在他於阿富汗建立國家公園的這個地區,有幾種貓科動物。我認為這很了不起,因為從生態學角度來看,貓科動物都在做同樣的事情。它們是鐵桿捕食者。它們是食肉動物。世界上還有許多其他地方,多種貓科動物能夠共存——不僅是今天,而且在遙遠的過去也是如此。問題是,雖然有很多物種,但它們看起來都差不多。它們只是或大或小。我開始思考貓為什麼會如此相似。

請告訴我更多關於它們如何相似的資訊。我正在考慮所有品種的家貓,即使僅在該物種內,似乎也存在很多變異。

它們有不同的毛色,當然。但它們都有相同的嬰兒頭部——它們是圓的,並且不會隨著動物的成熟而拉長,這與哺乳動物的標準發育模式背道而馳。狗在幼犬時期有短而圓的臉,但在成年後有長而口鼻突出的臉。成年貓看起來很像小貓,只是更大而已。對於狗來說,育種者會利用這種發育變異來創造具有不同臉型的品種。但是,由於貓沒有這種發育變異,因此除了毛色之外,沒有什麼可以發揮的空間。

這一切都回到了貓非常專業化的事實。被稱為食肉目的哺乳動物綱的每個成員,包括貓和狗,都有一個上第四前臼齒和一個下第一臼齒,它們形成了我們所說的切肉齒對,可以切肉。許多食肉目動物在切肉齒對後面保留了臼齒,可以磨碎植被等物質。但是貓幾乎失去了切肉齒後面的所有東西。它們可能有一個小小的、釘狀的牙齒,但它無法處理東西。這種差異解釋了為什麼狐狸非常樂意翻垃圾,而豹子會殺死牲畜。

無論是孟加拉小貓還是巨大的獅子或老虎,都沒關係;它們基本上看起來都一樣。如果你遞給我一個獅子或老虎的頭骨,我——作為一個對一般食肉目動物非常瞭解的人——也無法告訴你它是哪一個。大多數人很難分辨出來。它們看起來幾乎完全相同。這就是貓有多麼相似。如果它們變得非常大,就會有少量的異速生長 [由於大小的緣故,身體某一部分相對於整體不成比例的變化]:臉部略微拉長,肌肉質量增加。但是這種變異與其他類群(如狗)中看到的變異相比,根本不算什麼。最終,大型貓科動物與小型貓科動物非常相似,遠遠超出您的預測。

這與完美有什麼關係?

貓科動物很好地掌握了一件事,以至於它們都這樣做,並且只是出現了略微不同的尺寸。這就是為什麼它們在進化上是完美的。它們不需要變異。它們可能會變大或變小,但它們不會改變任何其他東西,因為它們在其他方面都恰到好處。它們不是萬事通;它們是精通一門的大師。

熊是反貓。熊只有少數幾個物種,它們做的事情各不相同。您有您的超專業化、奇怪的草食動物,大熊貓,它基本上只吃竹子。然後您有眼鏡熊,它們喜歡水果和鳳梨科植物。您有北極熊,它們是高度食肉的海洋哺乳動物,還有雜食性的黑熊和灰熊。然後還有懶熊,它們主要吃社會性昆蟲。因此,幾乎每一種熊都做著完全不同的事情。而且它們在所有這些方面都只是馬馬虎虎 [笑]。我真的很喜歡熊,因為它們的這種相反的方面。它們之所以有趣,是因為它們的生態多樣性如此之高。

人們通常將一個群體多樣性視為成功的標誌。但您說的是貓科動物的共性,它們的缺乏變異,表明它們在進化上是成功的或“完美的”。

貓挑戰了進化生物學中的標準偏見。有人對我說:“蝙蝠怎麼樣?齧齒動物怎麼樣?這些類群有如此多的物種在做各種各樣的事情。” 我會說:“是的,因為它們很糟糕。” 它們還沒有弄清楚如何做好任何事情,所以它們不斷嘗試不同的事情。

是否有任何其他脊椎動物類群在這方面能與貓相提並論?

巨蜥和貓一樣棒。它們是爬行動物界的貓。它們的體型差異巨大——它們的體型範圍甚至可能比貓科動物更大——而且它們都完全相同。它們也是鐵桿食肉動物。

您和您的同事一直在研究頭骨進化。在研究過程中,您是否發現了關於貓的任何有趣之處?

我們一直在嘗試以類似的方式測量所有四足動物 [具有四肢的脊椎動物] 的頭骨形狀。我們正在觀察蠑螈和青蛙、鳥類和鱷魚、恐龍和哺乳動物,然後我們嘗試理解我們所看到的——變異、事物進化的速度以及與事物進化速度相關的因素。具體在哺乳動物中,群居或獨居會影響您的進化速度。群居哺乳動物進化得更快。貓以獨居而聞名,除了獅子。而且貓進化得不快。與其他類群相比,貓是進化緩慢的動物。

有很多東西試圖成為貓——其他哺乳動物類群在進化上趨同於貓。有袋類動物試圖成為貓。一個已滅絕的食肉目動物類群,稱為鬣齒獸,試圖成為貓。鼬科動物試圖成為貓。有各種各樣的東西試圖在不同方面有點像貓。但它們只是時而涉足貓的領域,又時而退出,而且它們真的無法在自己的空間中勝過貓。它們沒有持續下去。所有這些試圖成為貓的東西也做其他事情,而這些事情也很好。但是今天沒有很多東西能很好地扮演貓的角色。

Kate Wong 是一位屢獲殊榮的科學作家,也是《大眾科學》的高階編輯,專注於進化、生態學、人類學、考古學、古生物學和動物行為。她對人類起源著迷,她對此進行了 25 年多的報道。最近,她對鳥類著了迷。她的報道帶她去了尼安德特人曾經稱之為家園的法國和克羅埃西亞的洞穴,到肯亞圖爾卡納湖畔尋找世界上最古老的石器工具,到馬達加斯加進行探險,挖掘古代哺乳動物和恐龍,到南極洲冰冷的水域,座頭鯨在那裡以磷蝦為食,以及在康涅狄格州進行“大日”比賽,在 24 小時內儘可能多地找到鳥類物種。凱特與唐納德·約翰遜合著了《露西的遺產:人類起源的探索》。她擁有密歇根大學生物人類學和動物學理學學士學位。在 X(以前的 Twitter)上關注 Wong @katewong

更多作者:Kate Wong
大眾科學 Magazine Vol 330 Issue 1本文最初以“為什麼貓是完美的”為標題發表於 《大眾科學雜誌》第 330 卷第 1 期 (), p. 81
doi:10.1038/scientificamerican0124-81
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