獵豹獨一無二的內耳

類別: 新奇
Lough@ 2018.02.09 , 13:00
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獵豹獨一無二的內耳

獵豹獨一無二的內耳
credit:123RF

世界上最快的陸生動物——獵豹,無疑是一位成功的獵人。不僅因為它速度很快,還因為它在追捕獵物時可以保持一種令人難以置信的靜止凝視。研究人員首次通過分析獵豹的內耳來研究獵豹非凡的感官能力,因為內耳是一種大多數脊椎動物運動時用來保持身體平衡和適應頭部姿勢的器官。這項研究發表在2月2號的《科學報告》雜誌上,是由美國自然歷史博物館的研究人員們進行的,他們發現現代獵豹的內耳是獨一無二的,並且很可能是最近才進化出來的。

該研究的主要作者Camille Grohé說道:“如果你能看到一隻獵豹慢速奔跑,你會發現令人難以置信的運動壯舉:它的腿,它的背部,它的肌肉都在以一種協調的力量運動,但是它的頭卻幾乎沒有移動。內耳有助於獵豹以每小時65英里的速度奔跑和捕捉獵物時保持視覺和穩定的姿勢。到目前為止,還沒有人研究過內耳在獵豹狩獵中的作用。”

在脊椎動物的內耳中,平衡系統由三個半圓形的半規管組成,這些半規管中包含了流體和感覺毛細胞,它們可以檢測頭部的運動。每一個半規管都以不同的角度定位,對不同的運動特別敏感:上下運動、左右運動、從一側傾斜到另一側。

研究人員在巴黎的自然歷史國家博物館和瑞士巴塞爾大學的生物材料科學中心對21個貓科動物的頭骨標本進行了高解析度的X射線計算機斷層掃描,其中包括七隻巨獵豹(一種瀕臨滅絕的獵豹,主要存在於更新世)以及十多種現存的貓科動物。通過這些資料,他們建立了每個物種內耳的3D虛擬影象。

他們發現,獵豹的內耳與今天所有其它現存的貓科動物的內耳有明顯的不同:獵豹的前庭系統整體體積更大,前半規管和後半規管更長。該研究的合著者John Flynn說道:“這種與眾不同的內耳反映了其對頭部動作的敏感性更強和反應更加迅速,這就解釋了獵豹為什麼能保持視覺穩定以及如何在高速狩獵過程中鎖定獵物。”

研究人員表示,這些特徵並不僅僅存在於巨獵豹體內,現代獵豹高度專業化的內耳可能就是源於最近的進化。Grohé說道:“通過使用高科技裝置來深入觀察貓科動物的頭骨,我們發現獵豹譜系的高速捕食與感覺系統是掛鉤的。獵豹與其他捕食者的競爭,尤其是大型豹貓和劍齒虎,可能迫使獵豹進化出一種高速狩獵策略。現存的獵豹的祖先已經進化出細長的骨骼,這使得它們跑得非常快,然後它們又讓內耳對頭部運動極度敏感以保持頭部不動,這也使它們在跑得更快的同時還能鎖定獵物。”

本文譯自phys,由譯者Lough基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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