新的研究探讨了大象鼻子上的皱纹如何帮助它进食。
莉娜·考夫曼和维也纳美泉宫动物园
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莉娜·考夫曼和维也纳美泉宫动物园
大象的鼻子为什么这么皱呢?
这听起来像是伊索寓言之一的开头。但在该杂志的一项新研究中 英国皇家学会开放科学,研究人员给出了一些答案。
这一切开始于 迈克尔·布莱希特柏林洪堡大学的神经生物学家和他的同事在研究非洲草原象和亚洲象的大脑时,发现每个脑干上都有一个蚕豆大小的肿块。
“这很不寻常。它看起来与所有其他哺乳动物非常不同,”布莱希特说。 “它有这种条纹外观。”
研究人员很快就清楚,条纹的数量(每条都是一束神经纤维) 几乎完全对应 大象鼻子上的皱纹数量。 “你可以看到脑干中的每一条皱纹,”他说。
树干如何生长和起皱
这一发现促使他仔细观察。
首先,布莱希特和他的团队追踪了尽可能多的大象胎儿的照片,以检查象鼻是如何发育的。
“这是一个令人难以置信的快速生长的身体部位,比任何其他身体部位都要快,”布莱希特说。 “这就是它们成为大象的原因,而不是像我们一样长着小鼻子的普通哺乳动物。”
发育几个月后,胎儿躯干大约有四道皱纹——此时会突然呈指数增长。
“每 20 天,皱纹的数量就会增加一倍,”他说。
几个月后,事情进展缓慢。
“非洲(萨凡纳)大象在成年后只增加相对较少的皱纹,”布莱希特说。 “亚洲象的皱纹明显更多。”
布莱希特怀疑这可能是由于两组大象使用鼻子抓握的方式不同所致。非洲草原象利用象鼻尖捏住物体、捡起物体并操纵它们。
亚洲象可以进行一些捏动作。 “但是当你给它们一个像甜瓜或芒果这样的大水果时,”布莱希特说,“它们会用鼻子包裹住这个物体。所以我们的想法是皱纹可以使躯干变得灵活。”
换句话说,躯干的特定部分需要越灵活,提供所需额外皮肤的皱纹就越多。
例如,布莱希特和他的同事观察到左象鼻(意味着它们向左抓握)和右象鼻(意味着它们向右侧抓握)大象之间的差异。这表明大象使用鼻子的方式可能会影响皱纹的排列,因为小象天生就有对称的鼻子。
树干可以为我们其他人提供教训
布莱希特还使用微型 CT 扫描仪详细观察新生儿躯干。他发现皱纹谷部的皮肤非常薄,使得它们本质上就像关节一样。
梅勒·勒弗弗尔克拉科夫雅盖隆大学的行为生态学博士生并未参与这项研究,但他认为从这些发现中可能可以学到一些工程经验。
“大象的鼻子已经被研究了很多,”她说,“因为我们试图了解如何在没有任何硬支撑的情况下创造出坚固的东西。”
拉弗尔表示,了解皱纹的形成和功能可以帮助构建灵活而强大的树干状机器或机械臂。
“这项研究代表了理解这些动物的这一重要结构的重要一步,显示了形式和功能之间的联系,”说 卡米拉·苏扎是里约热内卢联邦大学的神经科学家,他没有参与这项研究。
虽然这样的研究并不容易完成,但苏扎指出存在一些缺点。
首先,第三种非洲森林象没有被纳入分析中。她说,这些动物将为树干的开发和使用提供另一个参考点。
其次,这项研究完全基于动物园的动物。 “它们可能没有表现出野生种群中可能出现的所有行为,”她说。
对于布莱希特来说,这些发现强化了这些身体部位是如何经过精心打磨来帮助巨型生物进食的,无论它们生活在哪里。
“如果没有高度专业化,你就不可能成为这么大的动物,”他说。
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