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May. 08 2020

為何英雄鼩鼱有著自然中最不可思議的脊柱?

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  • 2013發現的索爾鼩鼱得名自北歐神話中魁梧的力量之神,也是盔鼩鼱屬中唯二已知的物種。PHOTOGRAPH BY BILL STANLEY, FIELD MUSEUM

  • 研究所得的X光相片顯示出英雄鼩鼱環環相扣的脊柱。IMAGE BY JOHN WEINSTEIN, FIELD MUSEUM

從新的X光照可以看見這隻非洲小哺乳類有條環環相扣、富有彈性的脊柱──而這只讓科學家更加迷惑。

2013發現的索爾鼩鼱得名自北歐神話中魁梧的力量之神,也是盔鼩鼱屬中唯二已知的物種。PHOTOGRAPH BY BILL STANLEY, FIELD MUSEUM

2013發現的索爾鼩鼱得名自北歐神話中魁梧的力量之神,也是盔鼩鼱屬中唯二已知的物種。PHOTOGRAPH BY BILL STANLEY, FIELD MUSEUM

當剛果民主共和國的芒貝圖族人(Mangbetu)向西方科學家介紹這種老鼠大小的煙灰色動物時,說了個關於一位成年男子能站在這隻哺乳動物背上,而不會傷牠半毫的傳說。

不過那已經是1910年的事了,從那時起,對這種後來被稱為英雄鼩鼱(Scutisorex somereni)的動物的研究,已經提供了些關於這個傳說的解釋。(2013年在剛果民主共和國發現了另一種盔鼩鼱──索爾鼩鼱(Scutisorex thori)。)

伊利諾州芝加哥菲爾德自然史博物館(Field Museum of Natural History)的哺乳動物學家兼博士後研究員斯蒂芬妮.史密斯(Stephanie Smith)在2019年領軍,拍下了英雄鼩鼱精細的X光照片。X光掃描顯示,這些小生物的脊柱和地球上其他動物都不同。

在牠們的脊椎骨上有著數以千計的手指狀微小突起,這讓牠們的脊椎骨能在彼此環環相扣的同時,兼顧了出色的彈性。史密斯說,想像一下有種哺乳動物能像尺蠖那樣弓起自己的身體。

更重要的是,英雄鼩鼱的脊椎骨看起來能禁得起比平常還要大的力道。

史密斯說:「了解小型哺乳類如何生存,讓我們對當代生物是如何演化多了一些了解。」史密斯也將研究成果發表在4月28發行的《皇家學會學報B刊》(Proceedings of the Royal Society B)期刊上。

從許多方面來說,脊椎的故事也就是我們自身的故事。如果你對人類演化史上追溯得夠遠的話,就能找到我們的祖先:一隻名為中華侏羅獸(Juramaia sinensis)、形似鼩鼱的小傢伙。

脊柱之謎

沒有人知道英雄鼩鼱怎麼會演化出這麼條超級強韌的脊柱。

有個理論認為,這條脊柱可以幫牠在中非叢林中撬開棕櫚樹的葉子,逮到藏在裡面的多汁幼蟲。史密斯認為這挺有道理的,但她也補充道,目前還沒有人記錄到牠們這麼做。

科學家很難在自然中研究英雄鼩鼱,一方面是因為他們既小巧又容易受驚嚇,另外牠們的棲地大多在剛果民主共和國內,這邊數十年來飽受武裝衝突之苦。

研究所得的X光相片顯示出英雄鼩鼱環環相扣的脊柱。IMAGE BY JOHN WEINSTEIN, FIELD MUSEUM

研究所得的X光相片顯示出英雄鼩鼱環環相扣的脊柱。IMAGE BY JOHN WEINSTEIN, FIELD MUSEUM

史密斯對菲爾德自然史博物館中的16隻英雄鼩鼱與索爾鼩鼱標本進行了研究,並和另外四隻親緣關係及體型相近的歌利亞麝鼩(Crocidura goliath)標本比較。研究中使用了芝加哥大學一般用來研究小型化石的「PaleoCT」。

並未參與史密斯研究的長島大學獸醫系解剖學家梅爾.巴拉克(Meir Barak)表示,由於缺少在野外目擊英雄鼩鼱使用這條脊柱的紀錄,一種確認牠們超強脊柱用途的假設方法是在人工環境下圈養一群英雄鼩鼱族群,並將牠們的脊柱和與野生的標本做比較。

這是因為骨頭對重複、高強度壓力的因應方式是製造更多骨頭。就像人類在長期臥床後會骨質流失,圈養英雄鼩鼱的骨頭也可能發生類似的變化,這點或許可以提供我們線索了解英雄鼩鼱為何有這樣一條脊柱,以及這條脊柱是如何變成這樣的。

巴拉克在電子郵件中解釋:「一個簡單的例子是職業網球選手的左右手,慣用手在反覆經歷高強度壓力後,橈骨的骨皮質會厚上許多。」

其他厲害的脊柱

巴拉克表示,雖然英雄鼩鼱脊柱的演化絕對稱得上獨一無二,但還有許多動物的脊柱結構也為了適應生活而演化得非常特別。

現在試著挺直你的腰桿。當一個人邁向成年時,脊柱基部末端的五個椎骨會會癒合成薦椎,這種永久融合有助於人們的直立姿態。巴拉克說,這比起英雄鼩鼱環環相扣的脊柱來說,也許還更加極端。

幾乎所有的哺乳動物的脖子裡都有七個椎骨,但像樹懶和海牛這些緩慢移動的物種卻和趨勢相反,在演化過程中增加或減少了椎骨的數量,或許是因為牠們習慣長久待著不動的生活方式,較不需要的頸部的可動性。

另外還有海獅。

「海獅的脖子真的很酷,」弗羅里達大西洋大學的生理學家兼博士候選人丹妮爾.英格爾(Danielle Ingle)說:「牠們的頸椎間缺乏一般互相限制活動的扣鎖機制。」而這樣加倍靈活的脖子,也讓牠們成為更有效率的游泳高手。

儘管英雄鼩鼱強而有力的脊柱仍困擾著我們,但這不減剛果盆地的芒貝圖族對牠們的著迷。

史密斯說:「傳說的另一部份是,芒貝圖族人會將英雄鼩鼱火化並配戴在身上,他們相信這能讓人在戰鬥中所向披靡。」

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