重返冰川时代

江左其杲

一提到冰河世纪，体型庞大的猛犸象、玲珑可爱的小松鼠还有长着如利剑般牙齿的剑齿虎等动物立马跃然于脑海。尽管这些动物的知名度和曝光率不及恐龙高，但人类对它们的研究一点也不少，今天就让我们通过古生物化石走进冰河时期，一起来探究冰河世纪动物的真实模样，以及它们和今天的动物又有什么关系。

铁三角的化石大发现

电影中的铁三角——猛犸象、剑齿虎、地懒——都拥有非常久远的发现历史。猛犸象化石发现于18世纪末，那个时候古生物学作为一个学科才刚刚起步，猛犸象广泛地分布在欧亚大陆和北美洲的北部，在中国北方也有发现，最南可以分布到山东。剑齿虎中最著名的刃齿虎化石最初被发现于南美洲，最开始只发现了零散的牙齿化石，当时学者以为它是一种鬣狗，直到后来发现了巨大的犬牙化石，人们才认识到这是一种剑齿虎。刃齿虎只分布在新大陆（北美洲+南美洲），但是剑齿虎家族曾经遍布全球。地懒的发现则更加传奇。美国开国元勋杰斐逊（美国第二任总统）曾经亲自研究了来自弗吉尼亚的几个巨大的爪子化石，并认为这是一种体型巨大的“狮子”。不过后来根据更多的化石材料，科学家们发现它们其实属于一种已经灭绝的、和树懒有亲缘关系的动物——地懒。

身披长毛的猛犸象

根据化石复原古生物是常用的研究方法。经过研究，冰河世纪的猛犸象有很多种，长毛象只是其中最著名的一种，学名叫真猛犸象（Mammuthus primigenius）。长而浓密的毛发就像一件大衣，足以让猛犸象在冰天雪地中存活。事实上，在冰河世纪，和猛犸象一起生活的还有一种动物——披毛犀，它也同样长着浓密的长毛。这些特征正是对冰河世纪寒冷气候的适应。在冰河世纪，广袤的西伯利亚、阿拉斯加和欧洲北部都是开阔的冰雪苔原，是猛犸象的天堂。而在美国本土地区以及中国北方，虽然气候环境比现在更冷，但是还没有冰封万里，因此这里生活着另外两种猛犸象，即美国的哥伦布猛犸象（Mammuthus columbi）和中国北方的草原猛犸象（Mammuthu strogontherii）。這两种猛犸象的生活环境没有那么寒冷，所以它们也没有像北方亲戚那样身披浓密的长毛。

除了长毛外，猛犸象最有特点的便是它那极度延长而弯曲的象牙。现代的亚洲象（Elephas maximus）是雄性有时有象牙，雌性一般没有;非洲象（Loxodonta africana）雄性一般有象牙，雌性一般没有;猛犸象则是雌雄都有象牙，但是雄性的象牙明显比雌性的更大。这和象类的社群结构有关——象群一般都是由母象和小象组成的，而成年雄象则单独生活。到了交配季节，雄象就会为了争夺配偶大打出手，而拥有较大象牙的雄性显然会在竞争中占优，获得交配权，它的这种基因也因此易于遗传给后代。这种现象在生物学上叫性选择。亚洲象和非洲象的象牙一般都是微微弯曲的，而猛犸象则是强烈扭曲的，牙尖朝内，没有杀伤力。如果说非洲象的象牙是长枪，那猛犸象的象牙就是扫棍了。这是因为猛犸象生活在冰天雪地中，要想吃到雪地下的青草，需要借助它的长牙把雪一扫空。

说了那么多，你可能会问，猛犸象是现代大象的祖先吗？其实，猛犸象和现代大象的关系就像黑猩猩和我们，并没有直接的演化关系。它们在500万年前源于一个共同的祖先，分别演化适应于不同的气候。其中猛犸象和亚洲象的亲缘关系更近（类似亲兄弟），而非洲象则是相对独立的一个演化支系（和猛犸象类似堂兄弟）。研究还表明，几种猛犸象之间还可以在一定程度上相互杂交，以应对环境的变化。

拥有如利剑般牙齿的剑齿虎

除猛犸象外，影片中的剑齿虎也给人留下了深刻的印象。事实上，剑齿虎属于猫科的一个亚科（学名Machairodontinae），包含几十个属种，曾经非常繁盛。而剑齿虎演化到巅峰就是冰河世纪的刃齿虎（学名Smilodon），冰河世纪的主角之一迪亚哥就是以它为原型的。

通过对已发现的化石进行研究，科学家认为刃齿虎是生活在北美洲的一种大型剑齿虎类，它们整体大小和现代狮虎接近，但是身材要壮实得多，甚至和熊一样。现代狮虎的犬牙露出颌骨的长度有5～7厘米，而刃齿虎可以达到15 厘米。除了长短的差别外，刃齿虎的犬牙是侧扁的，前后边缘都较为锐利，像刀一样，而现代狮虎的犬牙则是圆锥形的。这些身体结构上的显著差别说明刃齿虎和现代狮虎在捕食猎物的习性方面存在非常大差异。

现代狮虎及多数大型猫科动物捕杀猎物的主要方式是锁喉，即扳倒猎物后，它们通过犬齿刺入猎物的咽喉气管，使猎物无法呼吸，猎物会在1～2分钟内因为窒息而毙命，而后大猫们就可以安然享受食物。相比之下，刃齿虎的犬齿要大得多，虽然更加强而有力但折断的风险也更大。另外，科学家认为刃齿虎在捕杀猎物的时候，会先通过强壮的四肢完全压制猎物，然后对准猎物咽喉的大动脉刺入犬齿，使得猎物瞬间大出血。这种方式会使猎物在1分钟之内休克死亡，是一种比锁喉更加高效的猎杀方式，但需要做的准备工作（完全压制猎物）也更加复杂。一般认为，因为长而侧扁的犬齿易于折断，刃齿虎会让犬齿尽可能避免接触猎物的骨骼，但是近年来发现的在雕齿兽（一种大型异关节类，外貌有些像现生的犰狳，但是体型大得多，可以达到野牛大小）和刃齿虎自身头骨上的穿刺孔洞说明刃齿虎使用犬齿的方式可能比人们之前认识的更加粗放，会直接用犬齿刺穿猎物或竞争对手的头骨。另外一项对刃齿虎牙齿萌发时序的研究表明刃齿虎牙齿萌发要明显晚于现代的狮虎，说明刃齿虎父母照顾孩子的时间可能比现代大猫更久。

虽然名气很大，但刃齿虎并非冰河世纪唯一的剑齿虎家族成员。和刃齿虎一起生活的还有另外一种名气稍小的剑齿虎类，即锯齿虎（学名Homotherium）。《冰河世纪4》中出场的迪亚哥的CP——希拉，就是她的原型。事实上，作为剑齿虎亚科最后的另外一个代表，锯齿虎的身体结构和刃齿虎存在明显的差异：刃齿虎身材短粗，壮如熊，而锯齿虎则非常纤瘦，类似猎豹，比刃齿虎更加灵活并擅长奔跑。最近对刃齿虎和锯齿虎头骨骨质结构的研究发现刃齿虎头骨密度更大，而锯齿虎则十分轻薄，进一步证明锯齿虎有着和刃齿虎不同的猎食习性。

刃齒虎和锯齿虎如此威风，它们会是老虎的祖先吗？答案是否定的。剑齿虎是猫科的一个亚科，而老虎、狮子属于另外一个亚科，即豹亚科。最新的研究表明，剑齿虎亚科和豹亚科早在1800万年前就已经分道扬镳了，相比之下，狮子和老虎分家只有400万～500万年。刃齿虎是剑齿虎家族最后的辉煌，而它的灭绝则宣告曾经叱咤风云的剑齿虎亚科彻底退出历史舞台。

强悍的巨爪武士——地懒

《冰河世纪》的另外一个主角——希德，它有着尖锐的爪子，是冰河世纪美洲大陆特有的标志性动物——地懒。正如名字所暗示，地懒是一种和树懒对应的动物。在冰河世纪，这个家族有着各种各样的成员，其中大部分是生活在地面，行动也并不迟缓的大家伙。

地懒长有巨大的爪子。其中大地懒（学名Megatherium）的爪子可达到40厘米，远远超过剑齿虎或北极熊，威力惊人。事实上，地懒本身也可以长到非常大，比如大地懒体重可达5吨，比现在的亚洲象还要巨大。当然，在冰河世纪，并非所有的地懒都能长到那么大，北美洲常见的巨爪地懒（学名Megalonyx）和副磨齿兽（学名Paramylodon）都只有1吨左右，而孽子兽（学名Nothrotheriops）则更小，只有200～300千克。

地懒类虽然不像现在亚马孙的树懒行动那么迟缓，但是还是远远比不过擅长奔跑的野牛、野马和骆驼，甚至也不如大象，因此，当地懒遇到它们主要的天敌——刃齿虎的时候，一般不是通过逃跑来躲避敌害，而是通过挥舞巨大的爪子来防卫。毕竟多数地懒比刃齿虎大得多，力量也更强，即使是强如刃齿虎也不得不三思而后行。

过去认为地懒和树懒属于异关节类的2个独立演化支系，一个适应于树栖生活，一个适应于地栖生活，但是最近古蛋白质序列的分析表明，树懒和地懒属于同一个演化支系，其中每个小分支都有适应于地栖和树栖的类型。这表明这个支系的生态适应能力比科学家之前想象的更高。

冰河时期地球非常寒冷，大陆冰川覆盖了北半球大片区域，产生了和现代截然不同的环境。为了更好地适应气候变化，诸多哺乳动物纷纷做出了相关的适应，猛犸象等长出御寒的长毛，但它们并非现代生物的祖先。事实上，在它们行走在冰封苔原的时候，现代动物，如老虎、亚洲象等都已经出现，只不过它们生活在相对温暖的南方地区。随着冰河世纪的结束，这些适应寒冷气候的动物大多随之消失，而今天的动物则占据了世界的舞台，继续演绎生命的传说。