大象有“六趾”
[2011-12-28 20:01:40]
作者：记者 赵路 来源：《科学时报》（2011-12-28 A4 国际）
大象有“六趾”
有助支撑体重，为研究进化提供新视点
大象的第六趾帮助它承担体重。
图片来源：John R. Hutchinson
在一只大象脚掌坚韧的皮肤下隐藏着一个解剖学上的未解之谜。300年前，一位外科医生宣称，大象生有6个“脚趾”而非通常的5个，从而掀起了一场关于这个额外“脚趾”是否存在的争论。现代解剖学家们曾对这种想法嗤之以鼻，坚持认为这个额外的“脚趾”实际上仅仅是一大块软骨而已。如今，对大量大象脚掌进行的一项研究显示，这个肿块确实能够转变为骨骼。然而这个“脚趾”并不是一个真正的趾头——它更像是大熊猫的“仿拇指”。但它仍有助于支撑大象沉重的腰身。
并未参与该项研究的加拿大圭尔夫大学的脊椎动物形态学家Matthew Vickaryous指出，在大象中，“脚掌的独特结构应当无疑被认为是一次关键的革新”。
大熊猫额外的“拇指”是进化创造力的一个绝佳例证。大熊猫的脚掌上有一个乍看像人手大拇指的结构，但仔细观察就会发现，它的五个脚趾都并排长在一起，这个“拇指”是由其脚掌边缘的籽骨变异形成的，用于抓握竹子。籽骨是许多动物体内都有的一种小骨头，可以起到支撑肌腱的作用。
英国皇家兽医学院的进化生物力学家John Hutchinson于是寻思，大象的脚趾是否也与此类似。作为一名大象运动专家，多年来他收集并保存了大量在动物园死亡的大象的脚掌。这些大象的年龄从刚出生一直到50岁。他进行了计算机断层（CT）扫描和其他研究，旨在了解象足是如何工作的。Hutchinson注意到，随着大象逐渐长大，这些软骨团通常会变得更为厚重，就像骨骼一样。他说，这些肿块能够长到15厘米长、6厘米宽，看起来真像一根脚趾。它处在与大熊猫“拇指”类似的位置，只不过嵌在一个名为脂肪垫的柔软组织中。
乍看起来，这个额外的“脚趾”似乎因为离地面太远而无法承担体重，但是通过将一些采集的象足标本放置在一台装置上，并对其进行CT扫描，Hutchinson和同事发现，这根“脚趾”实际上也起到了支撑体重的作用。研究人员在日前的《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。并未参与该项研究的美国布朗大学功能形态学家Elizabeth Brainerd表示：“在行走的过程中，这根额外的脚趾改变了位置，从而与地面发生接触。”
研究人员认为，许多大象脚后跟处的籽骨变大变长，已经形成了类似其他五个脚趾骨的结构，它伸出的方向与五个脚趾骨相反，在脚后跟的位置帮助支撑大象身体重量。
为了追踪这根额外“脚趾”的进化，Hutchinson和同事对与大象类似的最早期哺乳动物，以及其他大象化石进行了CT扫描。他们发现，在5000万年前的化石中并没有发现这根“脚趾”存在的证据；而在4000万年前、年代相对较近的化石中却找到了第六趾的迹象。那时的大象已经进化出庞大的体格，并主要在陆地上生活。它们的脚掌正在通过一个扩大的脂肪垫来更好地支撑自身的体重。
Vickaryous认为：“庞大体态的形成需要革新性的适应以应对逐渐增加的体重。”研究人员正在研究是否其他非常大型的动物，例如蜥脚类恐龙，也具有类似的特征。
瑞士苏黎世大学的进化形态学家Marcelo Sánchez认为：“这一发现为研究动物的进化提供了新的视点。”