科學家對在育空地區和懷俄明州發現的骨骼進行新的DNA定序,結果顯示,儘管北美獵豹擁有纖細的體型,牠們的親緣關係卻更接近另一種現代貓科動物。
一項新研究顯示,北美獵豹曾在北極地區生存,並以魚類為食。JULIUS CSOTONYI
許多科學家長久以來一直懷疑,已滅絕的北美獵豹(Miracinonyx trumani)有點不太對勁。
科學家起初在1970年代認為這種動物是如今亞洲和非洲獵豹的近親,因為牠們擁有纖細的體型、修長的前肢、膨大的鼻腔。這些特徵可能讓牠們能夠快速奔跑,但速度或許仍不及現代獵豹。2005年的一項基因分析已顯示牠們並非獵豹,而某些解剖構造上的差異也得出相同結論。
如今,一項新研究檢視了四件來自育空和懷俄明州的北美獵豹化石,也得出同樣明確的結論:北美獵豹並不是獵豹。
加州大學聖克魯茲分校古基因體學實驗室的研究生莫莉.卡薩特-強史東(Molly Cassatt-Johnstone)是這項研究的主要作者,她說:「嘗試從物種的身體殘骸形狀來了解牠們的演化、行為和生態是一項非常非常困難的工作。」透過將該物種的DNA進行定序,並分析其殘骸的化學組成,這項新研究有了很大的進展。
當研究人員利用DNA來建立貓科動物系譜樹時,這四隻「北美獵豹」最終沒有落在非洲或亞洲獵豹附近的位置。儘管牠們的化石殘骸可能看起來像獵豹,但DNA將牠們放在更靠近美洲獅分支的位置。這也顯示北美獵豹和美洲獅是姊妹種,直到大約260萬年前都還擁有共同祖先。
這個時間點恰好是美洲大陸快速冷卻的時期,當時草原也正在迅速擴張。讓M. trumani獲得「北美獵豹」這一暱稱的類獵豹特徵,可能幫助牠在這些平原上生存:既能跑得比獵物快,也能避開那些招惹不起的大型掠食者。距今約3萬年的育空骨骼化石顯示,這種北美洲貓科動物的棲息範圍最北可達北極地區。
國家地理探險家茱莉.米琴(Julie Meachen)說:「這是北美獵豹在加拿大的首筆已發表紀錄。」她是愛荷華州德斯莫恩大學的功能形態學家兼古生態學家,也是該研究的共同作者。她曾主持2014年的探查行動,結果在懷俄明州的自然陷阱洞穴(Natural Trap Cave)發現數件標本。「這顯示這個滅絕物種可能在多種棲地生存,而且在不同地方以非常不同的獵物為食。」
研究團隊在9月4日於期刊《當代生物學》(Current Biology)發表他們的發現。
分子生物學家史蒂芬.歐布萊恩(Stephen O’Brien)說:「『北美獵豹和美洲獅是姊妹種』這一主要結論似乎很合理。」他先前也曾建立貓科動物系譜樹,但並未參與近期這項研究。他補充說,化石的遺傳學證據常常導致這種修改的情況。「我們經常修正原先依據解剖學判讀結果所做的演化結論。」
研究人員在懷俄明州自然陷阱洞穴和北極育空發現北美獵豹標本,並對來自標本的四塊骨頭進行基因分析。JULIE MEACHEN
冰釣
研究發現北美獵豹的分布區域十分廣泛,這讓研究人員很好奇牠們的食物是什麼。為了找到答案,他們分析化石中不同形式的氮和碳相對含量,因為這些數據會依飲食而異。懷俄明州骨骼化石距今約2萬年,其結果類似當時其他掠食者,這些掠食者以草食動物為食,包括叉角羚、馬、美洲野牛、大角羊。但來自育空的化石則顯示明顯不同的化學成分,這表示飲食中富含魚類,例如鮭魚或鱒魚。
對於這種體型纖細的貓科動物來說,專門以魚類為食或許很適合牠們在嚴苛的北極氣候中生存,同時可避免與穴獅等體型遠遠更大的掠食者產生競爭。
卡薩特-強史東指出,獵豹和北美獵豹之間有一項有趣的差異,這項差異可協助捕魚。「獵豹的前肢和腕部有解剖構造上的適應特徵,當牠們快速奔跑時可提供額外穩定性。」她說:「但這是有代價的,牠們的靈活性較差,而且無法像其他大貓那樣與獵物搏鬥。北美獵豹卻具備這種能力。」
曾主持2005年遺傳學研究的獨立研究人員羅斯.巴尼特(Ross Barnett)並未參與這項研究,但他對這篇論文給予稱讚。「這項研究發現,同一物種的兩個族群竟然有著截然不同的飲食,實在太酷了。」他說,「北美獵豹居然分布在北極生物群系,這是一項重大發現。」
巴布亞紐幾內亞野生動物保育協會的保育主任哈沙德.卡蘭迪卡爾(Harshad Karandikar)曾研究過美洲獅的飲食,他指出美洲獅的分布範圍同樣很廣,吃的食物也很多元,而且「牠們的分布範圍進一步延伸到整個熱帶」。
基因體也揭露另一項可能適合北極生活(夏季白天很長,冬季白天很短)的適應特徵:北美獵豹至少有兩個生物時鐘基因似乎失去功能,這可能使牠們在何時活動、何時休息方面更加彈性。
卡薩特-強史東補充說,另一個似乎已停止運作的基因是在酸味感知方面發揮作用的基因。
「這讓我很意外。」她說:「為什麼這種貓科動物會失去感知酸味的基因?」
不過,當她檢查其他所有為了重建系譜樹而納入基因分析的貓科動物(從近親美洲獅到遠親獅子都包括在內)時,她發現這些動物都有讓這個基因無效的突變。
她說:「這暗示這個突變在數百萬年前就已發生,但先前似乎還沒人注意到這一點。」
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