马脸为啥那么长？因为它能长那么长

一个马走进酒吧，酒保问：“哥们，脸咋这么长？”这是个老掉牙的冷幽默，但回答却五花八门，引人发笑。

我们最近的研究提出了一个全新的科学解释：马和其他许多大型哺乳动物之所以脸长，仅仅是因为它们“长得起”。

这听起来可能有点儿离谱，但“为什么马脸长”在哺乳动物进化研究中却是一个重要问题。因为长脸的哺乳动物并不是随机出现的，在同一个动物群里，脸长往往和体型大小成正比。

我们把这种现象称为“颅面进化异速生长”，简称“CREA”。在猫科、啮齿目、鹿科、袋鼠和一些猴子的身上，都可以观察到 CREA 的作用。比如对比一下绵羊和牛的脸，或者小鹿和大麋鹿的脸，你就能领会 CREA 的威力。

CREA 如此普遍，但令人惊讶的是，对其解释却非常缺乏。有一种说法认为，CREA 模式可能是颅骨发育的一个固有部分，也就是说，随着动物的生长，它的脸会自动变长。

但这个解释的漏洞在于，有许多情况下，CREA 模式并不存在，甚至相反。袋獾、海獭和虎鲸都比它们的大部分亲戚体型更大，却有着更短的脸。与此同时，长鼻袋鼠、蜜袋鼯和以花蜜为食的蝙蝠，体型虽小，却拥有长长的脸。

显然，大型哺乳动物的脸长得长不是必然的。

那么，为什么 CREA 如此普遍呢？

我们认为答案在于物种如何利用脸部进食的简单生物力学。一个重要的观察是，亲缘关系较近的动物往往吃相似的食物。

例如，绵羊和奶牛吃同样的草。然而，因为绵羊体积更小，它们必须用更强悍的咬合力来咀嚼，而咬合力主要来自它们的颚、颚肌和牙齿(这些构成了它们脸的大部分)。

事实上，较短的脸在咬硬东西时更为高效。这是因为颚肌和牙齿之间的距离更短。烧烤钳子也是同样的道理：你的手离钳子尖端越近，你对牛排的控制力就越强。

因此，短脸的存在很容易解释。更棘手的问题是：如果短脸在咬硬东西方面如此高效，为什么大型哺乳动物会拥有更长的脸？

答案在于，较大的动物自然拥有更大的肌肉，咬东西也更容易。与体型较小的亲戚相比，它们在咬合方面付出的力更少。

换句话说，大型哺乳动物“负担得起”拥有更长的头骨，而长头骨在多种情况下都具有优势。对于草食动物来说，更长的脸可以更容易地够到更多的叶子或吞下更大的食物。对于食肉动物来说，更长的脸可以容纳更大的獠牙或帮助它们更快地咬合。

解释特例

我们提出的 CREA 解释也解释了其中的例外，这些例外几乎总是与饮食的大幅改变有关。犬科动物就是一个很好的例子。这个群体包括像狐狸这样的小型猎物猎手，以及像狼这样的大型猎物猎手。

小型猎物和大型猎物猎手都在他们的饮食群体中遵循 CREA。换句话说，狐狸群中体型较大的个体将拥有更长的脸。

然而，尽管狼倾向于比狐狸更大，它们的脸仍然比最大的狐狸短。我们认为这是因为它们捕猎更大的猎物，因此需要更强的咬合力。

我们的解释也适用于相反的情况。例如，蜜袋鼯和袋鼠“负担得起”比它们体型更大的亲戚拥有更长的脸，因为它们吃更柔软的食物。更长的脸可能允许它们伸出更长的舌头，或者更容易在土壤中嗅探食物。

我们还期望在物种不使用它们的吻部来捕获或分解食物的情况下会出现例外。人类就是这种典型的例子，相对于巨大的脑壳，我们的脸部非常短。人类根本不使用脸来获取食物；我们的双手、工具和烹饪能力为我们完成了这项工作。

一言以蔽之

我们的研究为理解不同哺乳动物群体的脸长提供了一个新的框架。我们甚至可以利用它来获得澳大利亚已灭绝大型动物的进食习惯的重要信息。

至于马，下次酒保问“哥们，脸咋这么长？”的时候，它应该回答“因为我长得起”，然后大方地留个小费。

本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。