食性竞争在早期灵长类动物的进化中起关键作用

▲euprimates与非灵长类动物生态位竞争的三种模式。在euprimates到达北美大陆之前(约5500万年前，最左侧大树)，非灵长类动物在整个区域大量繁殖。在euprimates到达后(中间一列)，这两个类群可能：拥有独自的生态位，彼此没有竞争(顶端一行，右图)；占据相同的生态位，最终某类群取代了另一类群，从而减少竞争(中间一行，右图)；或者以最小的竞争共存(底端一行，右图)。

自达尔文首次通过自然选择阐明了进化的基本原理以来，物种间的食物竞争受到学者们的长期关注，它在塑造和改变一个物种的生物学特征以战胜其对手上起着推动作用。种间竞争的概念是如此重要，以至于它被视为一种关键的选择性力量，导致现代人类从早期猿类祖先的支系中分化出来。

最早的真正的灵长类动物生活在5500万年前的北美大陆，被称为“euprimates”。当时有两个主要的灵长类化石种共存于此：外形像狐猴的adapids和长得像眼镜猴的omomyids。尽管有迹象表明在adapids和omomyids的早期起源和分化中，食性竞争和食物资源重叠起着重要作用，正如其他适应性进化的哺乳动物那样，但目前尚未有直接的研究证据。

近日，发表在《英国皇家学会学报》（Proceedings of the Royal Society B - Biological Sciences）上的最新研究表明，食性适应在北美euprimates的生存和分化中起着重要作用。这项研究由美国大峡谷州立大学（Grand Valley State University）生物医学专业的Laura K. Stroik助教和美国亚利桑那州立大学人类起源研究所的Gary T. Schwartz助教牵头完成。

Stroik说：“要了解现生动物群落中复杂的食物网是如何构建的，以及不同物种对共享食物资源的竞争强度就已经够难了，更不要说是近5500万年前的动物群落了。”

研究人员利用最新的数字成像和显微CT扫描技术，对发掘自北美地质地层的超过350个哺乳动物牙齿化石进行了扫描。他们试图量化已灭绝的啮齿动物、有袋类动物和食虫动物的臼齿的3D表面解剖结构——所有这些化石都与euprimates在相同的地质层，因此它们很可能是其真正的竞争对手。

通过高分辨率的扫描，研究人员可以获得并量化这些牙齿的锋利和尖锐程度，他们尤其关注臼齿或位于口腔后部的、用于研磨和粉碎食物或猎物的牙齿。每个物种臼齿的相对尖锐程度直接与该物种食谱的广泛程度相关联。

Stroik和Schwartz利用臼齿的这些解剖特征来计算一些关键化石类群的食性重叠模式。这些研究结果与基于理论生态学得到的3个模型预测相当：属于adapids的支系在很大程度上存活和分化，且并没有面临食物竞争。而omomyids这个第二大类群，长时期承受着与至少一个同时期哺乳动物类群的激烈竞争。由于omomyids存在于较新的地质层，意味着他们进化出了适应性对策，使他们能够战胜竞争对手。

Stroik说：“研究结果显示，当adapids和omomyids起源于北美时，所面临的竞争背景不尽相同。”“我们讲述的故事之所以与众不同，部分原因在于我们第一次将这些euprimates化石与不同哺乳动物类群的潜在竞争对手进行了比较，而不仅仅是与其他euprimates作对比。这样一来，我们就可以为这些关键的早期灵长类亲属重建一片比以往任何时候都要大得多的生态景观。”Schwartz说。

这项新研究的关键进展是，证实了食性对于euprimates在北美哺乳动物的古群落中建群并持续发展来说确实起到了根本作用。另一个可喜的成果是该研究开发了一种新的定量工具来推断古群落中的食性竞争模式。某些灵长类化石种持续进化，进而分化出了现生狐猴及所有其他高等灵长类动物，食性竞争从中起到了什么作用，研究人员可用该技术进一步深入探索。

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  编译：灯丝   审稿：阿淼    责编：张梦

期刊来源：《英国皇家学会学报》

期刊编号：0962-8452

原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-07/gvsu-tce073118.php

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