長達2.6米的掠食動物-刃齒虎

長達2.6米的掠食動物-刃齒虎


刃齒虎屬 又稱作斯劍虎,舊稱美洲劍齒虎,大約生存在距今3百萬至1萬年前的北美洲和南美洲。在洛杉磯的拉布雷亞瀝青坑中保存了大量的刃齒虎化石,因此刃齒虎成為最為人所知的史前貓科動物。


界:動物界 Animalia

門:脊索動物門 Chordata

綱:哺乳綱 Mammalia

目:食肉目 Carnivora

科:貓科 Felidae

亞科:劍齒虎亞科 Machairodontinae

屬: 刃齒虎屬 Smilodon


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模式種

毀滅刃齒虎 S. populator


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刃齒虎屬 Smilodon,其學名在希臘文的意思有“刀一般的牙齒”的意思。“劍齒

”這個名字特指這些動物上頜長出的極長的犬齒。雖然人們都稱之為“劍齒虎”,但實際上它們並不是虎。

屬於貓科的另一個亞科:豹亞科劍齒虎則屬於劍齒虎亞科


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Peter Wilhelm Lund

(14 June 1801 – 25 May 1880)


刃齒虎屬最早是由丹麥自然學家和古生物學家Peter Wilhelm Lund於1841年命名的。他在巴西發現了現在稱之為毀滅刃齒虎的動物的化石。


有一些此屬的種被描述過

但一般只三個種得到承認


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毀滅刃齒虎(S. populator),生活在距今100萬年到1萬年間,在南美東部出現,是劍齒虎亞科下體型最大的種。它比它的近親致命劍齒虎和纖細劍齒虎龐大得多,擁有寬大的胸部和前肢,是已知的劍齒貓科動物中最大的。它肩高大於1.4米,平均身長2.6米,尾長30釐米,體重大約在360到470公斤之間,是已知最重的貓科動物之一。


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致命刃齒虎(S. fatalis),生活在距今160萬年到1萬年間。在北美取代了纖細刃齒虎的地位並在南北美洲生物大遷徙中進入了南美西部。它的體型介於纖細劍齒虎和毀滅劍齒虎之間,大約與現存的最大的貓科動物西伯利亞虎相當。它們肩高可達1米,體重在160到280公斤之間。


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纖細刃齒虎(S. gracilis),是體型最小(體重在55到100公斤)的一種,生活在距今大約250萬年到50萬年間。


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三種刃齒虎體型的比例參考


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毀滅刃齒虎的骨架繪畫,1880年


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現存於拉普拉塔博物館的毀滅刃齒虎骨架


刃齒虎尾巴很短、四肢有力、頸部健壯、犬齒極長。劍齒虎比現今的所有貓類都要強壯,大概跟熊差不多。它的背側腰部按比例縮短,與現代豹屬的其他動物相比,其後肢比前肢要短,說明刃齒虎在奔跑速度上並不在行。

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刃齒虎的四肢比其他貓科動物要短且強壯,其前肢發育良好的屈肌和伸肌讓它能輕易撲倒大型獵物。它的後肢擁有強大的內收肌,能幫助刃齒虎在與獵物的搏鬥中保持穩定姿態。與大多數貓科動物一樣,它的爪子也是可伸縮的。


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它們最負盛名的就是它那長長的犬齒

毀滅刃齒虎的犬齒最長可達28釐米!

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毀滅刃齒虎頭骨與犬齒

收藏於哥本哈根動物博物館


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儘管比其他的大型貓類都要強壯,刃齒虎的咬合力並不強。現今的大型貓類擁有很大的顴弓,而相比之下刃齒虎的顴弓要小。這限制了顳肌的厚度和力量,進而限制了劍齒虎的咬合力。對劍齒虎狹窄下頜的分析表明它所能產生的咬合力量僅相當於一頭獅子的三分之一。

顴弓 是面部的一骨性結構,呈弓形而得其名。位於面部兩側的中部,在外耳道前方向前延伸到面部前方。由顴骨的顳突和顳骨顴突聯合構成。顴弓的弓度決定了面部的寬度,弓度越大越向外側突出,面部越寬。人類顴弓的弓度因種族差異而明顯不同,東方民族顴弓弓度較大,而西方民族者較小。


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刃齒虎與現生貓科動物對比


似乎有規律表明越長的犬齒預示著越弱的咬合力。然而對犬齒的抗彎曲能力(犬齒被外力彎曲但不致折斷)和割咬能力的測試表明,與現今的大型貓類相比,在產生同樣割咬能力的條件下,劍齒虎的犬齒能承受更大的彎曲力。

另外,分析表明劍齒虎能張開下頜到120度,獅子只能到60度。


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有人認為刃齒虎的較為薄弱的顳肌(控制咬合力的肌肉)並不是設計用來殺死獵物。它們殺死獵物的方式是先用強大的頸部和前肢肌肉制服獵物,接著張開大嘴包圍住獵物的咽喉,插入鋒利的犬齒割斷血管氣管致其死亡。根據這個假說,刃齒虎殺死獵物是依靠頸部的伸肌而非下頜的肌肉。

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刃齒虎很可能捕食多種大型動物,包括美洲野牛、貘、鹿、美洲駝、擬駝、馬以及大地獺等,也有可能捕食未成年的乳齒象和猛獁象。它們甚至可能會攻擊史前人類,儘管這一點沒有實證。

在拉布雷亞瀝青坑中有數以百計的劍齒虎被困於瀝青之中,很可能是因為它們當時正在捕食同樣被困住了的猛獁象。


現代的大型貓科動物主要通過切斷獵物的氣管來殺死獵物,這一過程通常需要數分鐘。劍齒虎下顎相對薄弱的肌肉可能不能派作此用,同時它長且脆的犬齒及單薄的顱骨可能會在與激烈反抗的獵物的爭鬥中受傷。


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一項2007年的研究表明劍齒虎很可能是通過強大的上肢先將獵物牢牢按倒在地,然後用犬齒切割獵物咽喉,進而割斷頸動脈及氣管以迅速殺死獵物。

這項研究的作者聲稱這種獵殺方式能讓劍齒虎相對於現代貓科動物更適合於對付大型獵物,但同時也讓劍齒虎更依賴於大型獵物。這種高度特化的捕獵方式可能加速了劍齒虎的滅絕。劍齒虎相對笨拙的身形和過長的犬齒讓它們難以捕到體型小並移動迅速的獵物,這樣一旦其生存的生態系統因為某種原因發生變化造成大型動物稀少,則劍齒虎將會面臨巨大困境。

後續的一項研究也支持這種觀點,這項研究發現劍齒虎相對現代大型貓科動物,其上肢更適於牢牢控制獵物。


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一直以來劍齒虎被認為是獨自生活的,雖然這個設想並無事實依據,但在長達150年的時間裡人們相信這是真的。但當與之不符的證據被發現,古生物學家們開始重新審視這個古老的觀點。

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新的群居假說的一個證據來自於對拉布雷亞瀝青坑中動物數量、生態和食肉動物行為的比較,這項比較提出不光劍齒虎,可能其他的短劍虎都是集體捕獵的群居性動物。


來自拉布雷亞瀝青坑的證據

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瀝青坑中的氣泡


位於洛杉磯的拉布雷亞瀝青坑是世界上劍齒虎化石最集中的地點之一。此處原本是一個湖,湖水之下是厚厚的瀝青,再往下就是化石層。古代的動物來到湖邊喝水時,像現代的動物一樣有時會把身體浸到水裡清潔皮膚或是擺脫寄生蟲,這時它們就陷入了湖底的瀝青中,而每一次掙扎都讓它們陷得更深。動物們並不會立即死亡,它們往往在好幾天之後才死於飢餓或休克。它們掙扎和呼救會吸引獵食者來到湖邊並同樣被困住。這樣拉布雷亞瀝青坑就成為了一個獵食者的陷阱。一頭被困的美洲野牛往往會吸引數倍的捕食者。據統計坑中捕食者與獵物的數量比例大約為九比一。


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劍齒虎總共約有2000個被複原的個體,提供了約13000標本,在拉布雷亞瀝青坑中的化石豐富程度僅次於恐狼。


食肉動物對聲音的反應

聲音是一個因素。當一隻動物被困在瀝青坑裡,它在恐慌和垂死之際必然會發出哀嚎。這哀嚎或是向同類呼救,或僅是無意義的掙扎。但這哀嚎也會吸引遠處的捕食者,提醒它們這裡有一頓唾手可得的大餐。

這個解釋隱含著一個奇怪的推論:被哀嚎吸引而來的動物是群居性的。

在東非,非洲野犬的叫聲通常意味著它們由於殺戮而感到興奮。獅子則並不是人們想象的那樣是勇敢的捕食者,它們是機會主義者。獅子從鬣狗那偷來的獵物和它們自己捕獵得到的相比只多不少。獅子如果聽到可能意味著食物的叫聲,它們是會前往一探究竟的。

獨自行動的豹則從來不會去理會這些聲音。其他的一些獨居的貓科動物,如藪貓和獵豹,也不會對這些聲音感興趣。

東非的另一種半群居的、只在哺乳時結伴而行的犬科動物,豺,只在食物非常缺乏時才會去冒險。


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困境中獵物的哀嚎能吸引附近區域中捕食者的注意。如果每一個捕食者都循聲而來,那麼可以想見會有激烈的競爭。

體型小且群居的豺,體型大且獨居的豹在這樣的競爭中可能會吃虧,但它們還是可能會小心翼翼地在附近查看一番。豺就是如此,若是有大的捕食者正在進食,它們會在周圍盤桓,小心推進,希望在對方鼻子底下偷一杯羹或是等對方飽食而去後再去吃殘羹冷炙。

體型小且獨居的動物,如獾、藪貓、麝貓、等,它們在這樣的競爭中不僅僅可能被殺,更可能成為別人食物的一部分。所以它們對這種哀嚎的反應不是置之不理,而是當作危險信號,它們會及時離開以躲避大群即將到來的大型捕食者。

大體型且群居的獅子,得益於它們的力量和數目,在競爭中最為有利。其他能與獅子分庭抗禮的就是斑鬣狗了。斑鬣狗不僅在常規獵殺中常常挑戰獅子,它們也會被動物的哀嚎所吸引。其他的捕食者往往會避開斑鬣狗和獅子的爭鬥以避免自身受到牽連。


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為了進一步說明情況,拉布雷亞瀝青坑中的遺骸被按照與非洲生態系統實驗中相同的方式分類。瀝青坑中的樣本與非洲生態系統中的種群並不具可比性,但還是能用類似的方法去分析。很明顯地支持劍齒虎的群居假說。

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群居的好處之一是能在和其他群居捕食者的競爭中佔得優勢。很多群居社會性動物都存在雌雄異態,但劍齒虎不是這樣。雌性和雄性劍齒虎的犬齒長度相仿,這提示劍齒虎的群居社會結構可能更類似於現代的狼而非獅子。


來自化石本身的證據也支持群居假說。當一隻動物的活動超過身體承受範圍時,受傷是不可避免的。劍齒虎的骨骼經常顯示骨折和變形,脫離骨骼的肌肉也比較常見。獵殺大型獵物可能會導致這樣的損傷。令人感興趣的是這些損傷癒合了。從骨骼上脫落的肌肉癒合,再脫落,再癒合,再脫落。這種循環讓劍齒虎的骨骼上由於鈣的大量沉積而長出腫塊,骨折雖然恢復得很差,但畢竟是恢復了。


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獨居動物,如獵豹,一個小小的損傷就可能讓它無法捕獵直到餓死。身體健全的情況下捕獵已經是很困難的了,身體如果在餓死之前還沒有修復損傷,那麼骨折便永遠不會癒合了。

劍齒虎看來承受了巨大的傷害,但它挺過了修復的階段並恢復了捕食。在這漫長的恢復期間,這隻動物會非常疲憊和痛苦,它需要群體成員給它帶來現成的食物,直至癒合完全。


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劍齒虎在更新世晚期,大約公元前10000年時滅絕,這個時期還有很多其他更新世巨型動物群的大型食草和食肉動物滅絕。

這時期到達北美的史前人類獵殺了很多大型動物,被認為導致了這次大滅絕。


也有觀點認為是冰河期的結束導致了這次滅絕,因為冰層的消失會使植被髮生變化。草原延伸了,夏季更熱更長了,北美部分地區陷入乾旱。但這種觀點無法解釋為什麼劍齒虎和其他大型動物在之前的很多次冰河期間隔中能生存下來,卻在這次冰河期末期在北美和南美突然滅絕。


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