大角鹿下颌骨为何肿厚？中科院团队最新研究揭示和食性有关

　　肿骨中华大角鹿（A），驼鹿（B），水牛（C）和家马（D）的下颌骨。中科院古脊椎所供图
　　中新网北京8月16日电（记者孙自法）已灭绝的鹿科动物大角鹿下颌骨普遍存在肿厚现象，其为何肿厚？有何功能？长期以来受到学界广泛关注，迄今仍存在争议。
　　中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（中科院古脊椎所）研究团队通过选取驼鹿、水牛和家马三个现生的大型食草动物，与北京周口店发现的肿骨中华大角鹿化石的下颌进行对比，采用有限元方法进行力学分析，并根据最新研究结果推测，大角鹿的食性与水牛和家马相似，具有取食富含纤维的草的潜力，而这与其肿厚的下颌骨形态有关。这项研究成果论文，近日获国际专业学术期刊《历史生物学》（HistoricalBiology）在线发表。
　　各物种下颌骨（A）和下颊齿列（B）应变能。中科院古脊椎所供图
　　论文第一作者、中科院古脊椎所硕士研究生付娇介绍说，大角鹿族是分布于欧亚大陆的中新世晚期全新世（距今约700万年7700年）的一类已灭绝的鹿科动物，拥有标志性的硕大鹿角，是化石中的明星物种。大角鹿的下颌形态十分特殊，其下颌骨普遍存在肿厚现象，尤其是周口店第一地点发现的肿骨中华大角鹿化石，其下颌骨水平支横截面近似圆形。
　　大角鹿肿厚的下颌到底有何功能？一种观点认为大角鹿肿厚的下颌是为了储存钙质，以供硕大的鹿角每年的脱落与生长。然而，雌性大角鹿并不长角却也拥有肿厚的下颌骨，驼鹿同样拥有硕大的鹿角，但其下颌却十分纤细，因此，储存钙质这一假说尚存疑问。下颌骨主要的功能是咬合和咀嚼，其形态经常被作为推断食性的重要依据，据此另一种观点认为，大角鹿肿厚的下颌可能有利于承受更大的外力，与取食偏硬或富含纤维的食物相关。
　　为证明后一种食性相关的观点推测，中科院古脊椎所研究团队选取了驼鹿、水牛和家马三个现生的大型食草动物与肿骨中华大角鹿的下颌进行对比，采用有限元方法进行力学分析发现，在模拟咀嚼试验中，现生驼鹿下颌骨的最大等效应力和应变能远高于其他三者，水牛和家马下颌骨的对应值很低且二者不相上下，而肿骨中华大角鹿下颌骨的应变能甚至略低于水牛和家马，最大等效应力也与后两者接近。研究团队据此推测，大角鹿的食性与水牛和家马相似，具有取食富含纤维的草的潜力，而这与其肿厚的下颌骨形态有关。此外，各物种的下颊齿的应变能与其齿冠高度呈现一定负相关性，但大角鹿作为低冠齿动物，其应变能远低于驼鹿，这可能得益于其肿厚的下颌骨分担了更多的外力。
　　肿骨中华大角鹿、驼鹿、水牛、家马（AD）的等效应力云图和去除前2的最大等效应力（E）。中科院古脊椎所供图
　　论文通讯作者、中科院古脊椎所研究员王世骐表示，对于大角鹿族食性的研究之前学界多聚焦于产自欧洲的巨型大角鹿（Megalocerosgiganteus），有人在其臼齿缝隙中发现蒿属植物残留物，该类植物富含钙和磷，可为其硕大鹿角的生长提供营养物质。类似植物在周口店第一地点也有发现，比如有学者就在周口店第一地点的鬣狗粪中提取出植物孢粉，发现富含钙和磷的蒿属和桦属等植物。这次的最新研究也推测，肿骨中华大角鹿可能会有选择地大量取食这类植物以补充每年鹿角脱换所需的营养物质，不过，这一假说还需后续进一步研究验证。（完）