象鼻是脊椎动物最灵敏的器官，具有至少4万条肌肉和极度发达的神经系统。大象祖先类群的鼻子有多发达？在一项最新研究中，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王世骐、邓涛等对长鼻类下颌的多样性和演化历程及其与象鼻的共同演变进行了深入研究，揭示了早期象类的取食方式和有关器官的独特演变过程。相关研究成果发表于eLife。早在1700万年前至1500万年前的中中新世，早期象类中的明星物种——具有铲子状下颌的铲齿象，发展出用鼻子卷住植物配合下颌切断植物的进食方式，这是象鼻最早实现卷握功能的证据。在这项研究中，科研人员对铲齿象、嵌齿象和豕棱齿象这三类主要的长颌乳齿象进行了功能形态的对比研究，发现它们的下颌形态各不相同。此后，研究人员又深入研究了3种象类的食性和取食方式，结果表明铲齿象、豕棱齿象和嵌齿象具有不同的采食方式和生活环境。铲齿象生活在较开阔的环境中，其下颌只适于切割垂直生长的植物，它利用灵活的鼻子卷握住植物，再用下颌进行水平切割，这种采食方式具有非常高的效率；豕棱齿象生活在比较封闭的环境中，适于切割水平或倾斜生长的枝条，它用鼻子辅助压住枝条，然后配合下颌完成采食；嵌齿象的生境介于前两者之间或者与前两者重合，它的采食方式是多样化的，在林地和草地都能较好适应。这项研究认为，对于早期象类，伸长的下颌和下门齿是主要的取食器官，而象鼻仅作为辅助工具，不同下颌形态的早期象类具有不同的生态适应性。随着生态环境逐渐变得干冷，铲齿象更能适应相对开阔的生态环境，以草本植物为食，最终促进了象鼻抓握功能和灵活性的发展。铲齿象向开阔生境的扩张由于晚中新世初的托尔托纳极热事件引起的包括铲齿象在内的灭绝事件而终止，但嵌齿象类接替铲齿象类，持续扩散到晚中新世的开阔生境之中，在象鼻持续向更高的灵活性和更强的抓握功能的演化过程中，象类的取食功能完全转移到长鼻，最终导致原来的采食器官——下颌和下门齿的缩短。正因如此，该研究指出，开阔环境中采食行为的适应性是象鼻抓握功能演化的“催化剂”。研究人员表示，这项研究为我们认识大象这一重要类群所拥有的象鼻和下颌演化与生态背景提供了重要证据，并为理解长鼻类如何适应环境、环境变化如何塑造独特器官提供了新的见解。相关论文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.90908.1（原载于《中国科学报》 2024-01-03 第1版 要闻）