象鼻子是怎樣變長長長長長長的？

知識 08-11

自2012年起，為呼籲保護大象，提高人們對大象生存環境的重視，動保組織將每年的8月12日定為「世界大象日」。

大象是我們在電視或動物園中經常能看到的動物，其最顯著的外在特徵莫過於龐大的體型，長長的鼻子和牙齒，以及蒲扇般的大耳朵。特別是那條長長的象鼻，不僅可以左右搖擺，還能輕鬆地彎曲捲起東西，簡直如人手般靈活。大象為何會進化出如此特殊的鼻子？它們的身上還隱藏著怎樣的秘密？讓我們在這個大象的節日里來一探究竟。

長鼻子的作用

大象是哺乳綱長鼻目下的唯一物種，現存1科2屬3種。1科即象科；2屬則為非洲象屬和亞洲象屬；所有生活在亞洲的大象都被歸於亞洲象種，生活在非洲的則分為草原象和森林象兩種。所有大象都有一個共同的特點：一條幾乎垂到地面的鼻子。

這樣的長鼻子除了讓大象顯得與眾不同外，自然也有很多實際的用途。由於體重較大，大象不能像小型動物那樣靈活地低頭喝水，此時就需要用長長的鼻子先將水吸進鼻孔，然後再把鼻子前端伸進嘴裡喝水。

大象是如何喝水的？

大象喝水（網路圖）

雖然由於自身的力量太大，大象在用鼻子往嘴裡送水的過程中，不免連同一些髒東西一併入口——電影《瘋狂動物城》里，大象用鼻子挖冰淇淋被認為不衛生還是有道理的——但這對於一隻健康的大象完全沒任何影響。當需要吃較高地方的樹葉或貼著地面的草時，象鼻則可以像人手般靈活地抓握起食物送入口中。當有蚊蠅落在身上時，象鼻又可以起到蒼蠅拍的作用。必要時，成年大象還可以用鼻子驅趕其他動物，保護幼崽的安全。

除了吸水、取食、防禦這些常見的作用，大象的鼻子還可以當擴音器來使用。大象的鼻腔裡面沒有骨頭，是由毛髮、皮膚、肌肉、脂肪、血液、淋巴管、連接組織以及神經組織構成。腦部三叉神經的三個分支之一的上頜骨分支，穿過眶下管進入到鼻腔中，通過連接組織與這裡的面部神經分支連在一起，並一直延伸到鼻尖部位。因此，大象的鼻尖異常敏感，具有可以探測到微弱聲響和振動的神經末梢。實驗發現，大象可以用5-24HZ的低頻次聲波來進行交流，在這一過程中，鼻尖就起到了擴音器的作用，大象會通過不斷伸縮鼻孔來接收這些低頻信息。

顯然，長鼻子給大象的生活帶來了諸多的便利。但正如羅馬不是一天建成的一樣，大象的鼻子變成這樣也不是一朝一夕的事情。

從無到有，從短到長的鼻子

最新研究發現，大象最早的祖先出現在大約5800萬年前，古新世晚期的摩洛哥，名為曙象。根據出土的部分化石推算，曙象體長50—60厘米,體重不超過5公斤，大小和兔子差不多。曙象雖然在體型上和大象大相徑庭，也沒有長鼻子，但牙齒特徵卻和大象近似，因此被認為是長鼻類動物最早的祖先。

此後，曙象的後代體型不斷變大，逐漸長出長長的獠牙，頭骨和下頜骨也隨之增長，過大的頭部重量和獠牙使得大象無論是吃高處的食物，還是低頭喝水都很費勁。出於生存需要，大象鼻子開始變長，逐漸進化出中等長度的鼻子。到了大約3000萬年前的漸新世時期，一類名為古乳齒象的動物出現了，從化石資料上看，它們是第一種真正擁有長鼻的大象。

古乳齒象（圖片來源於維基百科）

鼻子的增長方便了大象的取食，但較長的下巴在進食的時候卻比較礙事，而且很容易折斷，因此，古乳齒象的後代又有了進一步的變化，它們的下巴逐漸變短，象鼻則越來越長。在大約700萬年前時有了現代大象的模樣，也就是生物學上所說的真象類。總體來講，大象的鼻子是經歷了從無到有，從短到長的進化過程。

變化多多的象牙

除了象鼻，大象另一個顯著的外在特徵長牙，在進化過程也經歷了不少變化。出現在始新世早期的磷灰象，體重只有不到20公斤，外貌看上去跟矮河馬差不多，但上下頜的第二顆門齒已經有向嘴巴外延長的趨勢。

圖片來自《滅絕的哺乳動物圖鑑》

時間來到漸新世，此時出現的古乳齒象上下頜的第二門齒進一步變長，已完全延伸到了嘴巴之外，其中上門齒向前下方生長，初具現代大象獠牙的樣子，下門齒則水平生長。

在此後的中新世，嵌齒象、鏟齒象等上下頜都長獠牙的大象在世界各地廣泛出現，由此也引發了長鼻目的第二次演化輻射。

到了中新世和上新世交替時，隨著草原面積越來越大，大象的主要食物也從樹葉變成了草。此時，下頜的兩顆獠牙就有些礙事了。為了適應新環境，一些大象的下獠牙開始退化，直到從外面完全看不見，下頜也開始變短，它們就是演化出了猛獁象以及非洲象、亞洲象等現代大象的真象類動物。

擁有長鼻和長牙的猛獁象（圖片來源於維基百科）

歷史上那些奇葩的象牙

除了我們現在見到的上頜骨長出兩顆獠牙的大象外，歷史上還曾出現過上下頜都長獠牙的種類，這多出來的兩顆下獠牙又有什麼作用呢？

以嵌齒象科中比較特殊的鏟齒象為例，它們的下獠牙比上獠牙還要長，與長長的下頜連在一起，與地面幾乎是平行的，又扁又平，看上去就像一把特大號的鏟子（這也是鏟齒象得名的原因）。

這把鏟子有什麼用呢？早期古生物學家曾認為鏟齒象生活在水中，經常用鏟子一樣的下頜跟獠牙鏟起水草食用，但是後來通過對鏟齒象下頜及牙齒化石的進一步研究發現，它們的主要食物是枝葉，多長出的兩顆獠牙與延長的下頜也不是當鏟子用，而是跟象鼻配合折斷樹枝。

鏟齒象（圖片來源於維基百科）

除了鏟齒象，還有一種史前大象也很奇葩——只長了兩顆長長的下牙，這就是恐象。

恐象生活在中新世到更新世的亞歐非地區，最大個體可達12噸，體長接近8米，擁有一對短短的下獠牙，只不過這對獠牙不是向前生長，而是如鉤子般朝地面彎曲。

恐象（圖片來源於維基百科）

這種又短又彎曲，還朝下生長的象牙究竟是幹什麼的呢？科學家根據恐象象牙的磨損程度，以及現代非洲象的一些生活習慣給出了推測：恐象用獠牙撥開樹皮，扯下嫩葉來食用。由於樹皮比較堅硬，過長的象牙反倒容易折斷，所以恐象就演化出了這種相對短小而結實的象牙。

被迫「消失」的象牙

雖然象牙可以用來挖掘食物和水，還能當武器自衛，但科學家最近幾年卻發現一個很詫異的現象：很多非洲象的象牙都已經消失了，這突然的變化究竟是怎麼出現的呢？

要知道，原本非洲象大多都長著長長的象牙，雄性略長，雌性略短，只有很少一部分母象因為基因缺陷而不長象牙。但是近百年來隨著人類活動的頻繁，非洲大陸不再像以前那樣是野生動物生存的伊甸園了，一些不法分子為了獲取暴利，開始把目光瞄準了象牙，越是長而粗大的象牙就越值錢。這樣一來，那些長著長長象牙的大象就首當其衝的成了被獵殺的對象。除了盜獵分子，非洲很多國家連年的戰亂也給大象帶來了厄運，一些軍隊為了維持軍費開銷，購買到更好的武器，也開始獵殺非洲象，用它們的長牙去換錢。那些不長牙或象牙較短的個體則幸運逃過一劫，它們的基因得以延續，也就有了更多不長牙的大象。研究發現，越是曾經獵殺大象嚴重的地區，如今不長牙的大象數量就越多。例如，在上世紀70年代到90年代的莫三比克，有90%的大象在內戰中被屠殺，現在種群數量恢復後，這裡有98%的母象都沒有象牙，它們所產下的雄性後代，象牙也比以前短了不少。

由此可見，是由於人類的獵殺導致大批擁有長牙的大象死亡，只剩下那些不長牙或牙很短大象來繁育後代，才造成了非洲象象牙的「消失」。失去象牙對大象的影響主要有三點：其一、在河水乾涸的時候無法挖開地表飲用地下水；其二、食物短缺時無法把樹皮剝下來充饑；其三、對食肉動物的威懾力嚴重下降。