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科學家們已經弄清楚了已經滅絕的巨型地懶是如何變得如此之大的

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科學家們已經弄清楚了已經滅絕的巨型地懶是如何變得如此之大的


古代樹懶生活在樹上、山上、沙漠、北方森林和開闊的熱帶稀樹草原上 。棲息地的這些差異主要是導致樹懶物種之間體型差異的原因 。圖片來源：Diego Barletta
據佛羅里達自然歷史博物館（作者：Jerald Pinson）：我們大多數人都熟悉樹懶，這種掛在樹上的熊狀動物 ， 生活在慢車道上，需要一個月的時間消化一頓飯，每周只排便一次 。它們現存最接近的親屬是食蟻獸和犰狳，如果這看起來是一對奇怪的配對，那也是有原因的 。今天 ， 只有兩種樹懶，但歷史上有幾十種，其中一種有著吃螞蟻的瓶鼻，另一種可能類似于現代犰狳的祖先 。
這些已經滅絕的樹懶大多也不住在樹上 ， 因為它們太大了 。巨型樹懶屬中最大的樹懶大約有亞洲象那么大，重約8000磅 。
佛羅里達自然歷史博物館脊椎動物古生物學收藏經理Rachel Narducci說：“它們看起來像灰熊 ， 但比灰熊大五倍 。” 。
Narducci是發表在《科學》雜志上的一項新研究的合著者，在該研究中，科學家分析了古代DNA ， 并比較了來自17個自然歷史博物館的400多個化石，以找出已滅絕樹懶是如何以及為什么變得如此大的 。
地懶的大小差異很大，從真正巨大的Megatherium——它可以用可抓握的舌頭從樹頂上扯下樹葉 ， 充當長頸鹿的生態替身——到在北美西南部沙漠中恐嚇仙人掌的矮胖沙斯塔地懶 。
對于那些對爬樹有親和力的樹懶來說，情況并非如此 。那些完全生活在樹冠中的樹懶過去和現在都很??，乞滪体重?4磅，而那些在地上度過部分時間的樹懶平均體重約為174磅 。
你不必成為一名科學家，也能弄清楚為什么樹木會有嚴格的重量限制 。這也是現代樹懶具有奇怪彈性的原因：樹枝在承受太大壓力時會折斷，樹懶通常不以迅速避免突發災難的能力而聞名 。
據報道，樹懶在高達100英尺的墜落中幸存下來 。然而 ， 考慮到從中等高度墜落也會造成嚴重破壞，亞馬遜雨林中的一些樹木的頂部不到300英尺，因此在四肢上盡可能小是有進化意義的 。
不太清楚的是，為什么一些地懶長得如此巨大，而另一些地懶似乎只滿足于體型 。這可能有幾個原因，這就是為什么科學家們很難自信地回答這個問題 。
例如 ， 較大的體型可能有利于尋找食物或躲避捕食者 。地懶特別喜歡洞穴，它們的大小無疑在它們尋找和建造庇護所的能力中發揮了作用 。中等大小的沙斯塔地懶喜歡被風和水鉆入大峽谷懸崖邊的小型天然洞穴，就像一個巨大的地質肺的肺泡 。這些也兼作方便的廁所；1936年 ， 古生物學家在米德湖附近的Rampart洞穴發現了一堆20多英尺厚的樹懶糞便、蝙蝠鳥糞和袋鼠巢穴化石 。
較大的樹懶并不局限于預先存在的洞穴 。它們可以用已知哺乳動物中最大的爪子，無論是現存的還是已滅絕的，在光禿禿的土地和巖石上雕刻自己的爪子 。他們留下的許多洞穴仍然沿著內壁裝飾著爪痕，這是他們古代筑巢挖掘的證據 。
其他可能導致它們大小差異的因素包括氣候、樹懶物種之間的相關性和代謝率 。準確區分這幾種可能性的能力需要大量不同類型的數據 。
作者將化石形狀的信息與現存和已滅絕物種的DNA相結合，創造了一棵樹懶生命樹，將樹懶譜系追溯到3500多萬年前的起源 。有了這個支架，他們補充了幾十年來關于樹懶生活在哪里、吃什么以及它們是登山者還是步行者的研究結果 。

科學家們已經弄清楚了已經滅絕的巨型地懶是如何變得如此之大的


科學家們分析了古代DNA，并比較了來自17個自然歷史博物館的400多塊化石，以弄清楚已滅絕的樹懶是如何以及為什么變得如此巨大的 。圖片來源：佛羅里達自然歷史博物館 ， Kristen Grace
由于作者對體型的演變特別感興趣，他們通過測量數百個博物館化石來收集最終分析成分的數據，并用這些化石來估算樹懶的重量 。
這就是佛羅里達博物館發揮特殊作用的地方 ?！拔覀儞碛惺澜缟献畲蟮谋泵篮图永毡群u嶼樹懶收藏，”Narducci說 。她仔細地測量了117塊四肢骨骼，并與同事分享了這些數字 。
作者將所有這些信息混合在一起，通過計算攪拌，得到了一個完整的答案 。
結果：樹懶的體型差異主要受到它們所生活的棲息地類型的影響 ， 進而受到氣候變化的影響 。
Narducci說：“包括所有這些因素，并通過具有多種不同情景的進化模型來運行它們 ， 這是一項以前從未做過的重大工作 ?！?。
懶惰王朝恰逢地球氣候發生了重大的、改變生命的變化 ?？茖W家們可以合理地認為最古老的東西是樹懶 ， 它被稱為Pseudoglyptodon ， 生活在3700萬年前的阿根廷 。研究分析表明，最早的樹懶可能是體型較小的地面生物，大約有一只大丹犬那么大 。
在進化史的不同階段 ， 樹懶都采取了半樹棲的生活方式 。然而，并非所有人都留在樹上 。包括Megatherium和Mylodon在內的最大樹懶可能是由一種適應樹木的樹懶進化而來的，最終決定牢牢地種在地上 。
在這種優柔寡斷的登山者和步行者的背景下，樹懶的體型在大約2000萬年的時間里幾乎沒有變化，無論它們喜歡什么運動方式 。然后發生了驚天動地的事情 。
今天的華盛頓州和愛達荷州之間出現了一個巨大的傷口，穿過俄勒岡州和內華達州的部分地區，巖漿從中沸騰出來 。這在太平洋西北部留下了近60萬立方英里的痂 。在哥倫比亞河沿岸的一些地方仍然可以看到它，數百萬年的流水已經穿透并拋光了玄武巖柱廊 。
這些巖柱具有獨特的六邊形形狀，這是由于巖漿在冷卻過程中硬化和破裂的方式造成的 。造成它們的火山事件是一次緩慢的燃燒 ， 持續了大約75萬年，與一段被稱為中新世中期氣候最佳期的全球變暖時期相一致 ?；鹕絿姲l排放的溫室氣體目前被認為是導致氣候變暖的最可能原因 。
樹懶的反應是變小了 。這可能是因為氣溫升高導致降水增加，這使得森林得以擴張，從而為較小的樹懶創造了更多的棲息地 ?？s小體型也是動物應對熱應激的常見方式，化石記錄中多次記錄了這一點 。
火山沉寂后，世界保持溫暖約一百萬年 。然后，地球恢復了長期以來的冷卻模式，這種模式斷斷續續地持續到現在 。樹懶們也改變了方向 。氣溫下降得越多，它們就越笨重 。
樹棲和半樹棲樹懶有明顯的局限性，它們必須住在樹附近，但地懶幾乎生活在它們的腳能帶到的任何地方 。他們攀登安第斯山脈 ， 在開闊的熱帶稀樹草原上散開，遷移到北美的沙漠和落葉林中，并在加拿大和阿拉斯加的北方森林中為自己建立了家園 。甚至還有適應海洋環境的樹懶 。海龍生活在安第斯山脈和太平洋之間的干旱地帶 。它們在這個惡劣的地區生存下來，在海洋中覓食 。
Narducci說：“它們發展出了類似于海牛的適應能力 ?！??！八鼈冇忻芗睦吖莵韼椭×?，還有更長的鼻子來吃海草 ?！?br>這些不同的環境帶來了地懶所面臨的獨特挑戰，部分是通過增強體質來應對的 ?！斑@將使它們能夠節約能源和水 ， 并在資源有限的棲息地更有效地旅行，”Narducci說 。
Narducci說：“如果你在開闊的草原上，你需要保護，而更大的體型可以提供一些保護 。一些地懶的皮膚上還嵌著小鵝卵石狀的骨皮 ?！彼傅氖菢鋺信c犰狳親屬的骨板，這一特征最近也在多刺小鼠身上發現 。
同樣重要的是，更大的身體有助于樹懶應對涼爽的氣候 。它們在更新世冰河時期達到了最高峰 ， 就在它們消失之前不久 。
“大約15000年前，你真的開始看到下降，”Narducci說 。
關于樹懶發生了什么仍然存在爭議 ， 但考慮到人類大約在樹懶成群結隊滅絕的同時抵達北美，不難推測 。矛盾的是，使它們免受大多數捕食者侵害并隔絕寒冷的巨大體型成為了一種負擔 。地面和半樹棲的樹懶既不快也沒有很好的防御能力，早期人類很容易捕食 。
樹棲樹懶從安全的樹梢上看著下面的大屠殺展開 ， 但即使在那里，它們也難逃一劫 。在它們的陸生親戚在其他地方滅絕很久之后，加勒比海的兩種樹懶一直存活到4500年前 。人類抵達加勒比海的時間與埃及人建造金字塔的時間大致相同 。不久之后，加勒比樹懶滅絕了 。
國家科學與技術研究委員會的Alberto Boscaini、Néstor Toledo François Pujos、Eduardo Soto、Sergio Vizcaíno和Ignacio Soto，拉普拉塔國立大學的Daniel Casali、Susana Bargo、圣保羅大學的Max Langer、阿爾卡拉大學的Juan L.Cantalapidra、多倫多大學的Gerardo de Iuliis和田納西大學查塔努加分校的Timothy Gaudin也是該研究的合著者 。