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为什么王思聪吞热狗会引起围观?

|· 本文来自“我是科学家”·|

就在最近,一张王思聪在电竞赛场大口吞热狗的照片走红网络,引起热议,甚至迅速衍生出一系列“吞热狗”主题的搞怪表情包、手机壳、衬衫、小游戏……

为什么“大口吞热狗”会瞬间走红呢?除了主人公自身的网红光环,另一个主要原因就是——这个操作对人类来说真的是太!难!啦!人类的口腔结构并不是为撕咬/吞咽大块食物而设计的,王思聪无意中挑战了这样一项平常人很难完成的“高难度动作”,也难怪会引起众人惊讶和围观了。

其实,不仅是人类,“大口吞”对于现今的大多数哺乳动物来说都是个挑战项目。

“缩水”的下颌

想要大口吞,毫无疑问你得先有个大口。而下颌骨作为头部唯一能活动的骨头,其比例及其尺寸是限制“大口吞”动作的重要因素,遗憾的是,今天大多数哺乳动物的下颌普遍都偏小。

河马是当今“陆地嘴巴最大动物”的记录保持者,但绝大多数哺乳动物下颌的尺寸及比例都相对偏小。图片来源:Wikimedia Commons

不过,如果追溯回远古时期就会发现,我们的哺乳动物祖先还是有一段光辉“大口”史的。

就在最近,布里斯托大学Stephan Lautenschalager教授团队对哺乳动物及其远古祖先的下颌尺寸进行了综合分析。他们发现,哺乳动物下颌在进化过程中有明显变小的趋势,这一结果被发表在《自然》杂志上[1]

这棵哺乳动物演化树的上部是一些古老物种,而下部则是更现代的类群。我们可以很直观地看到,在演化过程中,哺乳动物及其祖先的下颌尺寸变得越来越小。图片来源:参考文献[1]

他们的研究表明,哺乳动物祖先(犬齿兽和真犬齿兽类)很多都具备“大口吞”潜质——他们的下颌几乎个个都是“大块头”,其大多数种属下颌长度都超过了100mm。

可是,现生的哺乳动物,长度却普遍小于30mm。这样“缩水”的大趋势进化上又有什么意义呢?

“小身材”带来“大幸运”

下颌变小,其实是哺乳动物身材变小的一个映射。而之所以变小,是为了更好的适应生存环境——在早期哺乳动物生存的时代,硕大无比的恐龙正在充当地球霸主横行天下,而我们的祖先只能忍辱负重,苟且偷生。

哺乳动物在恐龙当道的时代里“苟且偷生”。图片来源:Alexanderlovegrove,deviantart.com

在此等生存压力下,娇小的身材就带来了优势:一方面减少了被捕食者发现的概率,从而更容易存活;另一方面,和大块头的生物相比,它们的能量消耗很少,更有利于在资源稀缺的特殊自然时期中渡过难关(比如各种大灭绝事件),才能后来居上实现逆袭。

不过,下颌骨一变小,咬合力也就跟着变弱,对抗大块的食物也会变得吃力。所以许多哺乳动物及其祖先改变了食性,选择吃起来不费劲又更易找到的虫子、植物为食。另外有一些肉食哺乳动物通过加强咬肌来解决咬合力的问题。

人类在演化过程中则出现了一个特殊现象——吻部后缩[2](如下图)。随着上下颌演化得愈加短小、后缩,吻部渐渐扁平。其直接的后果就是两侧嘴角的开裂缩小,导致嘴巴张不大,整吞热狗的动作当然就更不好完成啦。

从侧面看,汪星人等哺乳动物具有向前突出的吻部,所以嘴角(虚线部分)的开裂又长又宽。而人类下颌骨后缩,使吻部扁平,并且嘴角也跟着缩短,最终造就了人类的小嘴。图片来源:Chris Barber|wikimedia;Lihle Lynne|pixabay

“丢失的”下颌骨

同样是“大口吞”,大部分的爬行动物完成起来会容易很多——它们有的天生长着比例夸张的“血盆大口”,比如鳄鱼。

一条正在“晒大口”的咸水鳄。 图片来源:Dave Watts/naturepl.com

有的则灵活度超群,能够通过“下颌脱臼特技”咽下数倍于自己体型的猎物,比如蛇类。

蛇等爬行动物的下颌由多块骨骼组成,并且可以分成左右两部分,在吞咬食物时得以向两侧撑开。我们常说,“贪心不足蛇吞象”。蛇虽然吃不了大象,但是一口吞下体型数倍于自己的袋鼠、小羊还是没问题的。图片来源:Alex Griffiths;Eigenes Werk|Wikimedia

但要是让人类等哺乳动物去表演这种嘴部特技则是完全不可能的。原因很简单,哺乳动物的下颌骨普遍只有一整块,而蛇类等爬行动物的下颌则由至少4块骨头组成。要想像蛇嘴一样收缩自如,大概只能另辟蹊径了。

但是话说回来,哺乳动物和爬行动物其实有着共同的祖先[3]。同样是下颌,在远古祖先那里还是“组合套装”,怎么传承到哺乳动物这一辈就变成“集成版”了呢?其余的下颌骨去哪了呢?

从进化谱系来看,哺乳动物与爬行动物都是早期羊膜动物的后代。绘图:陆晓彧

下颌骨“另谋高就”

实际上,这些骨头并没有完全失业,而是去另谋高就了。比如说,本属于下颌的一块关节骨(Articular)就连同头骨中的方骨(Quadrate)一起,搬进了我们的中耳,摇身一变,成了三块听小骨中的锤骨(Malleus)和砧骨(Incus)。

人耳朵里的锤骨(Malleus)本是下颌的一部分。图片来源:US Government |Wikimedia

这些下颌骨是如何“搬家”的呢?这也与“小型化”密不可分——

首先,这些骨头需要变得足够小,显然太大的骨头也塞不进耳朵里。

更重要的呢,就是要让这些骨头从“日常工作”中解放出来——下颌的工作是承担咬合力,对于我们吃虫子和果子的哺乳动物祖先来说,没有那么大的咬合力也不妨碍生活。

而随着下颌小型化和咬合力减弱,关节的压力也自然而然减弱了。既然不需要那么多压力,原来用于承担压力的部分骨头就有机会“转业”了——比方说跑到耳朵里提高我们的听力。

下颌骨骼的这次搬家可谓是意义非凡,它们赋予了哺乳动物出色的听觉。爬行动物中的下颌骨数量虽多,但中耳只有一块骨头。外界声音直接通过鼓膜震动这唯一一块骨头,再传内耳里,其听觉效果比较差。

而哺乳动物就不一样了,我们的三块听小骨,串联成链。它们像放大器一样,将震动放大后传到内耳,使我们能分辨出更轻微的声响。听力的大大提高,不仅对哺乳动物的生存有着重大帮助,更对它们今后智力发展奠定了基础。

所以说,我们的哺乳动物祖先放弃了 “大块头”和“大嘴巴”,但却最终通过了大自然的考验,成为生物大灭绝事件的幸存者。如此看来,下颌骨的诸多“自我牺牲”,也着实为哺乳动物在今天称霸世界助了一臂之力。

虽然“大口吞”不好实现,但细嚼慢咽回味美食也没什么不好呀!

(编辑:Kamin、Yuki)

参考文献:

  1. Lautenschlager S, Gill P G, Luo Z X, et al. The role of miniaturization in the evolution of the mammalian jaw and middle ear[J]. Nature, 2018: 1.
  2. 李法军. 生物人类学[M],中山大学出版社,2007
  3. Steve Parker, Evolution: The Whole Story[M], Thames & Hudson, 2015

作者名片

The End

发布于2018-11-16, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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陆晓彧

本科毕业于北京大学地质系古生物专业,后就读于中科院古脊椎所从事小哺乳动物的研究,目前瑞士弗里堡大学博士在读。

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