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《科學(xué)進(jìn)展》：咀嚼導(dǎo)致鼻竇退化進(jìn)而讓頭骨變小可能是洞熊滅絕的原因
發(fā)布時間：2025-12-07 17:00:51 來源：桑間濮上網(wǎng) 作者：知識
研究人員考古發(fā)現(xiàn)的洞熊頭骨比現(xiàn)有棕熊頭骨大很多 圖片來源：《科學(xué)進(jìn)展》網(wǎng)站
《科學(xué)進(jìn)展》：咀嚼導(dǎo)致鼻竇退化進(jìn)而讓頭骨變小可能是洞熊滅絕的原因（Credit: Alejandro Pérez-Ramos）
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)科技日報（趙漢斌）：大部分人可能聽說過冰河時期驚心動魄的滅絕事件中，亞歐大陸猛犸長毛象、進(jìn)展咀嚼進(jìn)而絕披毛犀、鼻竇大角鹿等巨型動物群的退化消亡事件，但對體寬1.7米、骨變身長3.5米、小可熊滅體重超過一噸的原因洞熊卻不一定很熟悉。
洞熊（學(xué)名Ursus spelaeus）是科學(xué)一種在更新世生存于亞歐大陸北部的熊，約2萬年前滅絕，進(jìn)展咀嚼進(jìn)而絕因其化石多在洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)，鼻竇故命名為“洞熊”。退化在很多著名的骨變洞穴中，幾乎都發(fā)現(xiàn)過洞熊的小可熊滅整副骨骼化石。在我國北京周口店也曾有發(fā)現(xiàn)，原因它與巨型短面熊同為更新世的科學(xué)兩大巨熊。
洞熊到底吃素還是肉食動物，這種龐然大物的“食譜”與其滅絕有什么關(guān)系，科學(xué)界卻一直眾說紛紜。在近40年間，通過對洞熊骨骼中氮-15水平的研究，有科學(xué)家認(rèn)為它們嗜好嫩草、草根、草莓類植物，是食草動物；也有科學(xué)家認(rèn)為，它們也會獵食一些動物，甚至包括當(dāng)時的人類，應(yīng)該是肉食動物。近日，著名國際期刊《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表論文稱，科學(xué)家通過計算機模擬，對洞熊飲食習(xí)慣給出了生物力學(xué)解釋，通過咀嚼運動與頭骨發(fā)育的關(guān)系，提出了“咀嚼導(dǎo)致鼻竇等系統(tǒng)功能退化，進(jìn)而讓頭骨變小，可能導(dǎo)致洞熊滅絕”的全新觀點。
觀點一 因氣溫下降導(dǎo)致植物枯萎而餓死
3年前，德國圖賓根大學(xué)的內(nèi)藤佑一研究發(fā)現(xiàn)，洞熊骨骼中氮-15含量較低，擁有強壯的頜骨、大而平的牙齒，居住地周圍只生長密集的植被。這一切都表明，洞熊是草食動物。而這種特殊的飲食結(jié)構(gòu)，正是洞熊在2萬多年前滅絕的原因。
那時，氣溫急劇下降，植被大面積枯萎，使洞熊失去了賴以生存的食物。學(xué)者的研究認(rèn)為，由于洞熊的食物非常單一，為了滿足身體所需，它必須大量進(jìn)食。與每天必須飽餐40公斤竹子的熊貓相比，洞熊的食量有過之而無不及，營養(yǎng)轉(zhuǎn)化率非常低。但相反，棕熊是一種雜食動物，骨頭內(nèi)氮含量較高，它們的食譜包涵水果、蜂蜜、魚等，豐富的飲食結(jié)構(gòu)使它對環(huán)境的適應(yīng)性更強，從而能廣泛分布。這一觀點也得到廣泛認(rèn)同。
觀點二 為爭奪洞穴與人類火拼被趕盡殺絕
在歐洲中部的喀爾巴阡山脈，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的洞熊骨頭表明，洞熊完全不是人們之前想像的溫和模樣，它們擁有巨大的牙齒、剃刀般鋒利的巨爪，是一種性情非常兇猛的食肉動物，甚至還吃人。科學(xué)家們通過分析近年在此山脈西南角發(fā)現(xiàn)的洞熊骨頭的數(shù)據(jù)表明，絕大多數(shù)洞熊體內(nèi)的氮-15含量很多，超過眾多食草動物。這表明這些洞熊個體是吃肉的，是典型的肉食動物，它們不僅與人類爭奪洞穴，還捕食土狼、灰狼、洞獅和魚。
2019年12月，《科學(xué)報告》雜志發(fā)表了歐洲科學(xué)家的一項演化學(xué)研究報告稱，洞熊種群大約從4萬年前開始急劇減少，這個時間點早于氣候變冷時期，而與現(xiàn)代人類在歐洲擴散的時間重合。寒冷氣候以及之后的植物來源食物減少，可能導(dǎo)致洞熊種群分散成不同的亞種群，這些亞種群生活在氣候較為溫和且植物豐富多樣的小型棲息地。人類包括捕獵在內(nèi)的各種行為，可能打斷了這些亞種群之間的聯(lián)系，從而在洞熊的滅絕中發(fā)揮了決定性影響。
與此相映襯的觀點早已出現(xiàn)在2008年的《美國國家科學(xué)院學(xué)報》雜志上，一個由美國、英國和德國等國科學(xué)家組成的國際研究小組，公布了他們的發(fā)現(xiàn)——洞熊是人類祖先最強勁的對手之一。人類祖先憑借著智慧，破壞了這些兇猛動物的居住環(huán)境，將它們逐出洞穴，趕往深山。有證據(jù)表明，一些洞穴曾經(jīng)被古人類和洞熊類交替占領(lǐng)過。并由此推測，當(dāng)時人類趁洞熊冬眠期間，殺死或趕走那些萎靡不振的熊類；而春季到后，冬眠蘇醒、腹中饑餓的洞熊又會襲擊人類并奪回洞穴。這樣周而往復(fù)的火拼，智力稍強的人類最終奪取了洞穴，并將它們趕盡殺絕。
最新觀點 咀嚼能力變?nèi)醪荒艹匀舛伴L睡不醒”
而法國和比利時研究人員則通過分析洞熊的牙齒發(fā)現(xiàn)，洞熊是一種雜食動物，相對食草動物，食肉動物在進(jìn)食過程中，會在體內(nèi)不斷積累更多的氮。再者，黑熊和棕熊都是雜食動物，這表明，盡管洞熊大多數(shù)情況下可能以草食為主，但有時候它們也會嘗嘗葷腥。
德國波茨坦大學(xué)的阿克塞爾·巴洛等人曾分析過4只生活在7.1萬年至3.4萬年前的洞熊基因組序列, 并將其與其它動物的基因組序列進(jìn)行比較，還對其牙釉上的劃痕和斑點進(jìn)行了分析，以判斷其食物構(gòu)成。研究人員在《美國國家科學(xué)院學(xué)報》上介紹，他們發(fā)現(xiàn)洞熊并不是吃素的，在進(jìn)入冬眠之前，洞熊的食物種類可謂豐富多彩，其中包括禽類和哺乳動物、無脊椎動物、種子以及各類干果和鮮果。它也會像絕大多數(shù)的雜食動物一樣，在儲存了足夠的能量后才會進(jìn)入冬眠。
《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表的最新觀點認(rèn)為，洞熊滅絕的原因，并不是與人類的競爭，而是因為洞熊鼻子進(jìn)化出特殊結(jié)構(gòu)。來自西班牙馬拉加大學(xué)的研究團隊通過計算機模擬分析了洞熊的進(jìn)食情景，以確定在植被資源有限的情況下，洞熊可否有效地調(diào)整它們的飲食，從而解釋歐洲洞熊為何在氣候變化時期滅絕。
研究團隊掃描了4只洞熊和8只現(xiàn)生棕熊的頭骨，比對發(fā)現(xiàn)洞熊的鼻竇出奇地大，而鼻竇直接影響了咀嚼方式、力度和幅度。因鼻竇變大，洞熊面顱骨和頭蓋骨出現(xiàn)變形，原本圓形的頭頂變得扁平，而且不斷向后延伸，犬齒、門齒的咬合力也因此變?nèi)?。隨著時間推移，它們無法使用門齒和犬齒將肉食撕裂食用，只能依靠臼齒將植物研磨碎吞咽。因此當(dāng)草不夠吃的時候，它們也就無法轉(zhuǎn)而以肉類為食。
洞熊為何會演化出大鼻竇？在寒冷的冰期，洞熊一年中冬眠的時間要長于其它熊科動物，大鼻竇有助于降低冬眠時的消耗。鼻竇是顱骨內(nèi)的空腔，一共有四對，左右對稱，可以對吸入鼻腔空氣的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這對洞熊冬眠非常重要。
論文作者之一的西班牙馬拉加大學(xué)古生物學(xué)家亞歷杭德羅·佩雷斯·拉莫斯解釋稱，為了適應(yīng)環(huán)境，洞熊演化出了大鼻竇。有了大鼻竇，它們就能在寒冬里通過冬眠減少能量消耗，從而渡過食物供給不足的冬天。但也是因為有了大鼻竇，它們的咀嚼能力受到影響，只能以草為食，根本吃不了肉。當(dāng)植被因為寒冷而無法生長時，洞熊無法通過改變飲食來維系生存，尤其是在冬眠前，因未能攝入足夠的能量，很可能因此耗盡脂肪而“長睡不醒”，最后導(dǎo)致整個物種的滅絕。
當(dāng)然，關(guān)于洞熊的鼻竇結(jié)構(gòu)，還需要更多的研究證據(jù)。相信隨著科學(xué)家們掌握的科學(xué)發(fā)現(xiàn)越來越多，洞熊到底是素食動物還是雜食動物，以及洞熊滅絕之謎最終將大白于天下。
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