超過2米長的頸部構成了長頸鹿最突出的特徵，也讓它們成為今天地球上最高大的動物。那麼，這個全世界獨一無二的脖子是怎麼演出而來的？今天，在一項發表於《科學》雜誌的研究中，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（IVPP）的研究團隊從一種奇特的長頸鹿祖先中，發現了長頸鹿頸部演化的全新證據。研究指出，雄性的求偶競爭是長頸鹿頸部演化的重要驅動力。
對於這個問題，最著名的論戰來自拉馬克與達爾文。我們知道，拉馬克曾提出了“用進廢退”和“獲得性遺傳”的假說：根據前者，長頸鹿進食樹木頂端的葉片，需要不斷使用脖子，因此頸部變得更長；而根據後者，這些新的性狀有可能遺傳給後代，使得長脖子成為普遍性狀。
達爾文則根據適應性演化的觀點反駁道，長頸鹿的長脖子是自然選擇的結果：在非洲大草原的林地中，擁有更長頸部的長頸鹿能攝取樹木頂端的葉片，因此在生存競爭中更具優勢，這樣的性狀也更有可能遺傳下來。
達爾文為長脖子的來源提供了完整的解釋，但這個問題並沒有蓋棺定論。此後，也有科學家提出了其他的觀點：長脖子其實是雄性長頸鹿求偶競爭的武器，有助於爭取交配權。
根據這個假說，雄性長頸鹿在求偶競爭時，會用它們長有骨質角的頭骨重重地砸向對手脖子的薄弱部位。在這個過程中，長脖子的擺動就如同是流星錘的鐵鏈，可以讓頭部的撞擊擁有更大的動能。簡單來說，脖子越長，對對手造成的傷害就越大。
求偶競爭的假說雖然有趣，但如何驗證這個假說，成為一項巨大的挑戰。在最新論文中，研究團隊從一個早期長頸鹿物種身上找到了關鍵線索。
鄧濤研究員團隊研究的，是一個首次發現的奇特物種：Discokeryx xiezhi。D。 xiezhi與現今的長頸鹿同屬於長頸鹿總科。這枚化石出土於新疆準噶爾盆地北緣，生活在距今約1700萬年。保存完好的頭骨和4節頸椎，使得科學家可以藉助骨骼的比較解剖學，研究這一性狀的起源。
D。 xiezhi擁有一系列獨特的特徵，尤其是頭部中間的圓盤狀骨質角，彷彿是在頭上長了一枚頭盔。這個物種也得名於此：獬豸（xiezhi）是中國古代神話中的獨角生物。
這個物種的頸椎非常粗壯，而且其頭部與頸部之間的關節連接是哺乳動物中最複雜的。研究團隊對骨骼化石的研究表明，這種複雜的關節特別適合高速撞擊，甚至比今天需要頻繁進行頭部撞擊的動物（例如麝牛）更有效。綜合骨質角與關節特徵，作者認為，D。 xiezhi可能是歷史上最適合頭部撞擊的脊椎動物。
是什麼原因造成了這個物種的激烈競爭？研究團隊發現環境在其中起到了關鍵作用。
在D。 xiezhi生存的1700萬年前，地球非常溫暖，因此森林整體十分茂密。但當時青藏高原已經隆起，阻擋了印度洋的水汽向北方輸送，因此D。 xiezhi所處的地區較為乾燥。
這一點也得到了同位素研究的證實。穩定同位素可以幫助我們推測出動物當時的食物類型。對D。 xiezhi牙釉質的同位素分析顯示，它們生活在開闊的草原上。相比於食物充足的森林環境，草原更加貧瘠，因此D。 xiezhi面臨著更大的生存壓力。這可能解釋了它們激烈的求偶競爭。
進一步的研究指出，D。 xiezhi所面臨的情況，同樣發生在其他長頸鹿物種的演化歷程中。
研究團隊比較了長頸鹿科與其他幾種反芻動物（包括牛、羊、鹿和叉角羚）的骨質角的形態，結果發現長頸鹿骨質角的多樣性遠超其他動物，並且呈現出多種不同的極端形態，這反映了長頸鹿中更加激烈的求偶競爭。這種激烈的求偶競爭，很可能也讓長脖子這個優勢性狀，逐漸成為現今長頸鹿的“標配”。
對於現今長頸鹿的演化來說，這種激烈競爭的驅動力，同樣是巨大的環境壓力。大約700萬年前，作為現今長頸鹿的直系祖先，長頸鹿屬出現沒多久時，也經歷了類似的環境。東非高原從森林環境轉變為草原，長頸鹿的直系祖先不得不適應這樣的環境變化。在此期間，它們演化出通過擺動頸部、頭部攻擊對手的方式。正是這種由性選擇導致的激烈競爭，使得長頸鹿的頸部在隨後的200萬年間不斷變長。
可以說，D。 xiezhi和今天的長頸鹿相比，儘管形態差異巨大，但卻有着奇妙的共同點：兩者都是雄性為了求偶競爭，朝着不同的極端方向演化的典型案例。
這項研究向我們展示了，早期長頸鹿的演化很可能比之前認為的更為複雜：求偶競爭對長脖子的塑造起到重要作用。對食物的競爭與求偶競爭，哪個才是長頸鹿頸部演化的主要驅動力？這一次，達爾文的解釋還能站得住腳嗎？我們期待答案最終揭曉的那一天。
參考資料：
[1] Shi-Qi Wang et al。， Sexual selection promotes giraffoid head-neck evolution and ecological adaptation。 Science（2022）。 DOI： 10.1126/science.abl8316
[2] Strange fossil solves giraffe evolutionary mystery。 Retrieved June 2nd， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/954340
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