馬如何演化而來？中科院古脊椎所研究員鄧濤講述馬的“長征”｜科學(xué)家·馬上回答

封面新聞記者 車家竹

英俊的外表，優(yōu)雅的步態(tài)，忠誠的品格，這大概就是馬在人們心中的形象。一匹馬促進(jìn)了人類交通方式、農(nóng)牧業(yè)以及戰(zhàn)爭方式的改變，深深影響了人類社會的發(fā)展。

直到今天，它們依然是人類的衛(wèi)士和伙伴。然而，你可能無法想象，馬剛剛出現(xiàn)在地球上時的情形。它們究竟是如何演化，來到人類身邊的？在即將迎來馬年之際，12月31日，封面新聞攜手中國科學(xué)院物理研究所推出的大型跨年科學(xué)直播——《復(fù)興路上的科學(xué)力量》中，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員鄧濤帶來了一場題為《馬的長征：奔跑機器永不停歇》的精彩演講。

“馬的演化是地球生命適應(yīng)環(huán)境變遷的典型范例，跨越千萬年時光，見證了從森林到草原的生態(tài)迭代與生命自身的精準(zhǔn)適配。”鄧濤先從馬的祖先講起，“馬的進(jìn)化史長達(dá)5600萬年，馬的祖先——始祖馬出現(xiàn)在新生代、第三紀(jì)的始新世。那時的地球氣候相當(dāng)溫暖，雨水也很充沛，到處分布著灌木林。”

鄧濤提到，馬的祖先是不折不扣的森林居住者。它們安全地隱藏在林子里，以鮮嫩多汁的樹葉為生，“為了便于躲藏，始祖馬的身體比較小，頭骨很小，前足4趾，后足3趾。由于嫩葉對牙齒的磨損作用很小，因此，它們的牙齒構(gòu)造簡單，齒冠低。這與現(xiàn)代馬的形象差別甚大。”

但隨著陸地慢慢隆起，氣候日益干燥，濕潤的灌木林逐漸向低緯度地區(qū)退縮，取而代之的是草原面積的日益擴(kuò)大。“因此，馬的主要食物來源發(fā)生了變化，由嫩葉轉(zhuǎn)向草本植物。”鄧濤解釋說，“草類的植物纖維與嫩葉不同，啃草時難免會接觸到沙粒，牙齒的磨損程度大大增加。所以，這時的馬的牙冠開始加高，牙齒變大，安放牙齒的上下牙顎骨也變高變長，長長的馬臉開始形成。”

不過，馬的進(jìn)化并不單純是由食物性質(zhì)改變而帶來的，也與環(huán)境因素息息相關(guān)。從茂密的灌木林到開闊草原，躲避肉食類敵人成了頭等大事。為了必要時可以飛快地奔跑，馬的腳趾開始退化成單趾，只留下中趾，趾骨變得特別長，下腿骨也有正常的兩部分合并成一根，且變得粗壯長大。身體變得細(xì)長而平直，以減少空氣阻力。為了能與敵人對抗，體型更是增加了幾倍。

更重要的是，人類在代表各個進(jìn)化階段的馬的大腦化石中發(fā)現(xiàn)，它們的腦容量逐漸變大，大腦皮層的褶皺也越來越復(fù)雜，這意味著，馬的記憶力和智力的提升是其適應(yīng)環(huán)境變化、進(jìn)化成功的重要條件。在鄧濤看來，馬的進(jìn)化并不是直線型的，在同一個時期，有不同的種族存在，只是它們大多被變化的環(huán)境所淘汰。留下的進(jìn)化主線，就是始祖馬——漸新馬——草原古馬——上新馬——真馬。

真馬就是現(xiàn)代型的高頭大馬，它們出現(xiàn)在420萬年前的北美。鄧濤說，原始馬最早就是出現(xiàn)在北美的森林，在第四紀(jì)冰期到來后，通過陸橋擴(kuò)散到了歐亞大陸。大約在258萬年前，真馬出現(xiàn)在歐亞大陸。這一演化歷程不僅是形態(tài)的持續(xù)優(yōu)化，更凝聚著生命與自然協(xié)同演化的深刻規(guī)律，為進(jìn)化論的發(fā)展提供了關(guān)鍵樣本。

“龍脊貼連錢，銀蹄白踏煙”，馬在中國一直是英雄的象征。然而，從始祖馬到現(xiàn)代馬，它們足足走了5600萬年。鄧濤認(rèn)為，馬不僅曾是人類最重要的交通工具與戰(zhàn)爭伙伴，更是生命演化的活教材。“從達(dá)爾文時代起，馬就是宏進(jìn)化的經(jīng)典案例。”他呼吁公眾關(guān)注野生動物保護(hù)，守護(hù)這些穿越千萬年時光而來的“奔跑機器”。

海報設(shè)計 何玙

圖據(jù)直播截圖