恐狼並非真狼,最新基因線索揭示

這種已滅絕的巨型犬科動物是趨同進化的一個顯著例子

Artist's rendition of a pack of dire wolves feeding on their bison kill

在北美洲西南部晚更新世的某個地方,一群恐狼(Canis dirus)正在啃食它們捕殺的美洲野牛,與此同時,一對灰狼(Canis lupus)正在靠近,希望能找到一些殘羹剩飯。其中一隻恐狼衝上前去與灰狼對峙,它們的對峙讓人得以比較體型更大、頭部更大、呈紅棕色的恐狼及其體型較小的灰色近親。

毛裡西奧·安東;來源: “恐狼是古代新世界犬科動物譜系的最後遺存”,安吉拉·R·佩裡等著,發表於《自然》;2021年1月13日 (https://doi.org/10.1038/S41586-020-03082-x)

恐狼是標誌性的野獸。數千只已滅絕的更新世食肉動物已從洛杉磯的拉布雷亞瀝青坑中被挖掘出來。由於電視劇《權力的遊戲》,這種巨大的犬科動物甚至有幸成為焦點。但一項關於恐狼基因的新研究讓古生物學家感到震驚:它發現這些動物根本不是狼,而是在北美洲進化而來的一支犬類譜系的最後遺存。

自從19世紀50年代首次被描述以來,恐狼就俘獲了現代人類的想象力。它們的遺骸遍佈美洲大部分地區,從愛達荷州到玻利維亞。著名的拉布雷亞瀝青滲漏層記錄了被困在瀝青中的獵物如何引誘許多冰河時代的掠食者走向粘稠的死亡。恐狼焦油儲存的遺骸揭示了一種令人印象深刻的獵手,身長可達六英尺,其頭骨和下顎經過特殊演化,可以捕殺巨大的、掙扎的大型動物。儘管這些犬科動物顯然已經進化到可以對付當時在美洲漫遊的乳齒象、馬、野牛和其他大型食草動物,但恐狼和今天體型較小的灰狼之間的骨骼相似性表明它們之間存在密切的親緣關係。長期以來,人們一直認為恐狼在灰狼從歐亞大陸穿過白令陸橋之前就在北美洲安家落戶了。現在,一些儲存完好的DNA似乎正在從根本上改變這個故事。

這項於1月份發表在《自然》雜誌上的新研究最初旨在瞭解恐狼的生物學基本知識。“對我來說,這一切始於我決定在美國各地進行公路旅行,收集恐狼樣本,看看我們能得到什麼,因為當時還沒有人成功從恐狼樣本中提取出DNA,”杜倫大學考古學家、研究合著者安吉拉·佩裡說。與此同時,澳大利亞阿德萊德大學的遺傳學家、共同作者基倫·米切爾也在嘗試從恐狼遺骸中提取和研究古代DNA——其他最終合作進行該專案的實驗室也是如此。


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研究人員的問題之一是恐狼與其他狼的關係。幾十年來,古生物學家一直注意到恐狼和灰狼的骨骼有多麼相似。有時很難區分它們。“我的直覺是,恐狼可能是灰狼的一個特化譜系或亞種,”米切爾說。

但新的證據講述了一個不同的故事。初步的基因分析表明,恐狼和灰狼並非近親。“我想我可以代表整個團隊說,結果絕對令人驚訝,”佩裡說。

在對5萬至1.3萬年前的恐狼化石的五個基因組進行測序後,研究人員發現這些動物屬於一個更古老的犬類譜系。現在看來,恐狼是在美洲進化而來的,與來自歐亞大陸的灰狼沒有密切的親緣關係;灰狼和恐狼上次擁有共同祖先大約是在570萬年前。研究人員表示,兩者之間的高度相似性是趨同進化的一個案例,即不同物種由於生活方式相似而發展出相似的適應性——甚至外貌。有時,這種趨同只是粗略的,例如鳥類和蝙蝠都進化出了翅膀,儘管它們的解剖結構不同。在恐狼和灰狼的例子中,追逐大型食草動物以獲取肉食的生活,導致兩個不同的犬科動物譜系獨立地產生了類似狼的形態。

“這些結果徹底顛覆了恐狼只是灰狼的體型更大的表親的觀點,”育空地區古生物學家格蘭特·扎祖拉說,他沒有參與這項新研究。事實上,兩者之間的相似性導致灰狼被作為恐狼生物學和行為的代表,從群體動態動物嚎叫的聲音。恐狼的新身份意味著許多先前的假設——甚至包括它在生活中的樣子——都需要重新調查。“對化石骨骼中的古代DNA和蛋白質的研究正在迅速改寫北美洲哺乳動物的冰河時代和更近期的歷史,”扎祖拉說。

從技術術語上講,新的發現意味著恐狼可能需要一個新的屬名來表明它們不再是犬屬的一部分,灰狼屬於犬屬。佩裡、米切爾及其同事建議使用Aenocyon,意思是“可怕的狼”。但研究人員並不期望他們的發現會完全顛覆傳統,Aenocyon dirus 很可能仍將被稱為恐狼。“它們只會加入鬃狼之類的行列,這些動物被稱為狼,但實際上並不是狼,”佩裡說。

新的發現也為專家們對恐狼最終在最後一個冰河時代結束時消失的原因的思考增添了新的層面。數百萬年來,這些掠食者已經專門在北美洲捕獵駱駝、馬、野牛和其他食草動物。隨著這些獵物來源的消失,恐狼也隨之消失。“與作為適應典範的灰狼相比,”佩裡說,“恐狼似乎在應對不斷變化的環境和獵物方面遠沒有那麼靈活。”

恐狼也沒有留下超越其古代骨骼中腐爛的DNA的遺傳遺產。儘管狼和郊狼等犬科動物經常產生雜交後代,但恐狼顯然沒有與今天仍然存活的任何其他犬科動物雜交。佩裡、米切爾及其同事沒有發現恐狼與灰狼或郊狼之間雜交的DNA證據。米切爾指出,恐狼在基因上與其他犬科動物是隔離的,因此“雜交無法提供出路”,因為恐狼可能無法與最近從歐亞大陸遷徙而來的狼產生可存活的後代。

到13000年前,恐狼正面臨滅絕。扎祖拉指出,在歐亞大陸惡劣多變的環境中進化可能給了灰狼優勢,“而又大又兇猛的恐狼在冰河時代末期在南加州放鬆警惕時被抓了個正著。”但聽起來像是恐狼故事的結局,實際上只是開始。儲存下來的基因表明,恐狼及其祖先在美洲做了超過五百萬年的頂級犬類——而它們故事的早期篇章正在等待被改寫。

本文的一個版本,標題為“可怕——但不是狼”,已改編收錄在2021年4月刊的《大眾科學》雜誌中。

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