这是自然界最壮丽的动物奇观
数以万计的铁蹄正在大地上奔腾
一条汹涌澎湃的“生命之河”
在浩浩荡荡地流淌
“河流”在狂野的非洲草原上流淌
(这堪称世界上最伟大的迁徙,有超过100万头角马、15万头斑马和35万头瞪羚组成的迁徙大军从塞伦盖蒂草原辗转来到马赛马拉草原,图片来源@视觉中国)
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在茫茫雪原上流淌
(为了寻找食物等原因,西伯利亚驯鹿每年的迁徙距离超过1000公里,图片来源@视觉中国)
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组成这条“河流”的是
有蹄类动物
(Ungulata)
它们永不停蹄、四海为家
铮铮铁蹄奏响一曲生命赞歌
(非洲肯尼亚草原的斑马迁徙,这股生命的洪流,扬起沙尘,跨越广袤的土地,图片来源@视觉中国)
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这样气势磅礴的动物奇观距我们并不遥远
有蹄类动物的足迹早已遍布华夏大地
中国同样上演着“动物界最伟大的旅程”
广袤的青藏高原上
藏野驴
(Equus kiang)
步伐不徐不疾、从未停歇
(藏野驴极耐干旱,可数日不饮,在气候干燥、水源匮乏的地区,藏野驴是少有的生机,图片来源@视觉中国)
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在寒冷的可可西里
藏羚
(Pantholops hodgsonii)
脚步急促而不失优雅
(藏羚身姿矫健,是大自然的精灵,在高原的寒风中舞动着轻盈的身影,摄影师@王鹤)
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它们究竟是如何用蹄子拥抱中国万里山河?
又书写了一段怎样的生命传奇?
01
铁蹄铮铮
有蹄类动物
一个复杂而庞大的动物家族
蹄子是它们大部分成员的共同特征
但那其实并不是脚
而是裹着指甲的脚趾
(奔驰的骏马步伐轻快稳健,它们有着健壮的臀部和修长的下肢,身体仿佛为了奔跑而生,图源@视觉中国)
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比起人类用脚掌支撑身体
有蹄类动物像翩然舞蹈的芭蕾舞女
用脚趾尖行走与奔跑
(跖[zhí]行式,代表动物有灵长类、熊和啮齿动物等;趾[zhǐ]行式,代表动物有鸟类、猫科、犬科动物等;蹄行式,代表动物有各种有蹄类,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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虽然都长着蹄子
然而有蹄类动物家族内部
分为两大流派
一支包括马、犀牛和貘(mò)
它们的脚趾常常是奇数
称为奇蹄目
(Perissodactyla)
另一支包括牛、羊等
它们的脚趾通常是偶数个
称为偶蹄目
(Artiodactyla)
(偶蹄目每只脚一般有2根或4根脚趾,奇蹄目每只脚一般有1根或3根脚趾,然而按照脚趾数目分类是传统的形态分类方法,也有一些例外,例如奇蹄目的貘前足4趾,后足3趾,偶蹄目的鲸,前鳍为5趾,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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奇蹄目与偶蹄目这两家
可谓“一家欢喜一家忧”
偶蹄目的繁荣与奇蹄目的衰落
形成鲜明对比
偶蹄目极具多样性
不仅有跃动林间的鹿家族
还有各类牛、羊、羚组成的牛家族
甚至浮沉沧海的鲸与海豚也属于偶蹄目
(鲸豚类的祖先起源于5000多万年前的偶蹄目动物,它们被合并归属于鲸偶蹄目,也通常称为偶蹄目,摄影师@周杞楠)
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中国是全球有蹄类物种最丰富的国家
有61种、约占世界四分之一
其中奇蹄目仅有3种
奇蹄目的祖先
可以追溯到5600万年前
一群名为“始祖马”的动物
它们仅有狐狸那么大
四肢拥有明显的脚趾
它们在雨林里以嫩叶、野果为食
类似于如今生活在雨林的貘
(始祖马主要起源于北美洲[欧洲也曾发现始祖马化石],是一种肩高仅30~60厘米的小型动物,它们前脚4趾,后脚3趾,是最原始的马类,制图@张琪/星球研究所,图片来源@wikimedia commons)
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在大约3400万年前
地球气温骤降、南极被冰层覆盖
大片森林被草原取代
一场“大灭绝”悄然而来
草原与森林不同
失去了高大树木做掩护
只有跑得比捕食者快才能活下来
在一场场生死竞速的大浪淘沙下
善于奔跑的马诞生了
马的脚掌相比于祖先高高竖起
采用脚趾尖奔跑的“蹄行”
像踩高跷可以大大增加腿的长度
从而增大奔跑的步幅
为了提高奔跑时的抓地力
马的中趾变得既粗壮又宽大
而其他脚趾逐渐退化
最终演化成今天的单趾马
(脚趾数目在演化上只是一种趋势,并不具备严格的先后关系,制图@张琪/星球研究所)
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如今在中国西北的戈壁荒漠中
还能看到奇蹄目的身影
普氏野马
(Equus ferus przewalskii)
在那里恣肆游荡
(普氏野马并不是真正意义上的“野马”,可能是博泰人驯化后逃逸到野外的马,只是驯化时间短,仍保留了一些原始的特征,图片来源@视觉中国)
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与家马的奔放飘逸相比
普氏野马却显得呆头呆脑
鬃毛没有家马飘逸、短而直的莫西干发型
但它们视觉、嗅觉、听觉都十分灵敏
一旦出现惊扰则能立刻逃跑
(普氏野马头部比例更大、四肢粗壮,它拥有比家马更长的耳朵,图片来源@视觉中国)
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与普氏野马一样在荒漠中坚守的还有
蒙古野驴
(Equus hemionus)
高大健硕的身材、修长的四肢
在荒漠中犹如不屈不挠的斗士
(蒙古野驴往往集群活动,一群多则上百头,它们逐水草而居,对恶劣环境的适应力极强,图片来源@视觉中国)
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奇蹄目能够完全适应草原生活
但是它们对草原的统治力已不复存在
如今广袤丰美的草原是偶蹄目的天下
为了应对草原食肉动物的追赶
偶蹄目同样演化出为奔跑而特化的蹄子
但是两者分属不同的流派
奇蹄目属于“一指禅”
而偶蹄目用两根脚趾奔跑
其中藏羚是中国奔跑最快的偶蹄目动物
它们的速度可以达到每小时60公里
足以把捕食者远远地甩在后面
(胆怯而机警的藏羚,常出没在人迹罕至的高山荒漠、半荒漠以及草原上,图片来源@视觉中国)
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偶蹄目与奇蹄目同样善于奔跑
但它们在跳跃能力上更胜一筹
偶蹄目动物的后肢能进行很大程度的弯曲和伸展
再加上强壮的背部与后腿肌肉
使它们动辄能跳四五米高
梅花鹿
(Cervus nippon)
被称为“亚洲神鹿”
它们擅长连续大跨度的跳跃
可以在灌木丛中穿梭自如、时隐时现
(梅花鹿是人们最熟悉的鹿种,一身梅花斑是它的标志,但是这样的斑纹只在春夏出现,秋冬季就会长出灰暗的御寒皮毛。它速度轻快敏捷、姿态优美潇洒,图片来源@视觉中国)
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东方狍
(Capreolus pygargus)
生活在大兴安岭地区
它们的跳跃能力非常出色
速度与耐力也名列前茅
(狍子尾巴内侧是白色的,受惊吓后会翘起来,露出它的白屁股,用来警示与迷惑天敌,图片来源@视觉中国)
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岩羊
(Pseudois nayaur)
将跳跃能力发挥到极致
可以在悬崖峭壁上闲庭信步
它一跳可达2~3米高
更能纵身跃下10多米而不致摔伤
通过跳跃来躲避雪豹和灰狼的追逐
(岩羊总是呆在悬崖附近,一旦遇到危险,它们会立刻跑向陡峭的山坡。同时,它们还会发出惊叫,警告同类防备天敌来犯,图片来源@视觉中国)
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岩羊蹄子的趾甲又硬又长
像人类攀岩使用的岩钉一样
可以牢牢插入岩石缝隙中
脚底还长着柔软的肉垫防止脚底打滑
使它们在山崖间跳跃自如
仿佛是一场优雅又危险的山崖芭蕾
(岩羊是为了攀岩而生的,给它几个突出的支点,它就能攀上陡峭的绝壁,摄影师@吴玮)
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有蹄类仅在蹄子上略胜一筹是远远不够的
奔跑和跳跃并不是它们征服世界的主要方式
它们还有一项秘密武器——吃
02
铁齿铜牙
有蹄类动物大多吃草
但吃草绝非摆烂的生存方式
草既难消化又没营养
但凡能吃草的动物
都有些功夫在身上的
(草因为含有大量纤维素、半纤维素和木质素,相比树叶、嫩芽更难以消化,图片来源@视觉中国)
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在西双版纳的热带雨林中
生活着一类体形接近兔子的动物
鼷(xī)鹿
(Tragulidae)
(“鼷”是小老鼠的意思,五千万年前的偶蹄目,可能就和鼷鹿差不多大小,图片来源@视觉中国)
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这样弱小的动物
却拥有一项特殊的本领——反刍
它可以先把食物囫囵吞枣地吃进肚子里
吃饱后过一段时间
把刚吃进去的食团吐到口腔
重新咀嚼然后再吞进胃里消化
(反刍主要出现在偶蹄目动物身上,主要包括反刍亚目的成员,例如牛科、鹿科等;骆驼虽然不属于反刍亚目的成员,但它也会反刍,摄影师@严大卫)
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反刍赋予了偶蹄目动物占领草原的绝对优势
它们可以先狼吞虎咽
然后再躲进安全的地方细嚼慢咽
更好地躲避草原虎视眈眈的食肉动物
为了更好地消化草料
多数偶蹄目拥有多个胃
不同的胃承担不同的消化功能
能快速高效地消化富含纤维素的草料
(在偶蹄目动物中,除猪以外,都拥有不止一个胃,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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以反刍动物为代表的整个偶蹄目
在距今约3000万年前迅速崛起
形成了牛、羊、鹿等极具多样性的动物家族
如今偶蹄目动物中90%都是反刍类
本着“能吃是福”的原则
偶蹄目动物能适应许多恶劣环境
不断挑战生存的极限
塔里木的流沙、塞北的雪原、青藏高原的草甸
哪里都有它们的身影
(西藏唐古拉山迁徙的牦牛群,图片来源@视觉中国)
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野骆驼
(Camelus ferus)
生活在土壤贫瘠的干旱荒漠中
驼峰中存储的大量脂肪
可以在必要时转化成能量和水
这是骆驼能坚持半个月不吃不喝的秘诀
(甘肃敦煌西湖国家级自然保护区戈壁和雅丹地貌前行进的野骆驼,摄影师@吴玮)
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骆驼嘴里长有坚硬的乳突
像两块铁板碾碎坚硬的食物
可以泰然自若地咀嚼长满刺的仙人掌
(铁齿铜牙的骆驼取食带刺的植物并不会受伤,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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骆驼能在沙漠中畅行无阻
而驯鹿
(Rangifer tarandus)
可以“穿林海,跨雪原”
它们生活在大兴安岭北部的寒带针叶林里
饿了以苔藓充饥、渴了就舔舐地上的积雪
群鹿奔腾、浩浩荡荡、气冲霄汉
因此驯鹿也被誉为“林海之舟”
(驯鹿宽大的蹄子让它们更适合在林海雪原上奔跑,图片来源@视觉中国)
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在青藏高原
生活着喜马拉雅麝、喜马拉雅塔尔羊
它们喜食松萝、苔草以及多种杜鹃
(喜马拉雅塔尔羊主要栖息于海拔3000~4000米的喜马拉雅山南坡,栖息在有树木的山坡上,常活动于崎岖的裸岩山地及林缘,图片来源@视觉中国)
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反刍是偶蹄目家族繁盛的生存秘诀
但是总有成员剑走偏锋、不按常理出牌
甚至违背祖宗的决定
野猪
(Sus scrofa)
干脆放弃食草的习性化身杂食动物
既不反刍、也没有发达的胃部
它们食谱丰富:昆虫、植物根茎、野花、野果
谁说山猪吃不了细糠?
(野猪正在采摘北欧花楸的红色果实,它们几乎什么都吃,图片来源@视觉中国)
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也许是“吃得太饱”的缘故
它们把大部分精力都放在争夺领地和配偶上
多数雄性都“随身携带武器”——长长的獠牙
不仅是野猪
獐(Hydropotes inermis)和麝(Moschidae)
也拥有长长的獠牙
雄性獐的上犬齿长约10厘米
像一把锋利的匕首可以划破皮肉
(獐的长长獠牙,除了獐和麝,许多原始的鹿科成员都长有较长的上犬齿,而现生的鹿大多都退化了,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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相比于獠牙肉搏战
斗角才是偶蹄目的主流
牛科、鹿科
它们的角有各种各样的形态
有的像骑士优雅的利剑
(藏羚的双角长得十分对称,一般不超过60厘米,从侧面远远望去,好似只有一角,因此有“独角兽”之称,图片来源@视觉中国)
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有的像一双巨大的翅膀
(驼鹿角,宛如大自然的雕塑品,威严而庄重地伫立在北方的苍茫之地,图片来源@视觉中国)
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有的似一株优美的珊瑚
(梅花鹿角优雅挺拔、分支繁复,赋予了梅花鹿生命的活力,图片来源@视觉中国)
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但我们今天看到的有角动物
跟它们祖先相比差远了
当我们打开地层
会看到更大、更离奇的角
(大角鹿,鹿角一端到另一端最长可达近4米,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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牛科动物的犄角里有一个中空的腔室
因此称为“洞角”
它可以永远生长、永不掉落
比起牛角的终生持有、永不退换
鹿角每年都是新款
它每年脱落、第二年“春风吹又生”
(图中的鹿为麋鹿,羚为黑斑羚;偶蹄目动物的角主要分为:牛科的洞角和鹿科的实角,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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鹿角的最初阶段内部是软骨
圆润而柔软
称为“鹿茸”
鹿茸内部含有大量血管、神经
相当敏感、所以雄鹿们从不用它打斗
(科学家发现,鹿茸的细胞增殖和发育速度极快,具有十分重要的研究价值。家养的鹿通常是可以在麻醉后割取鹿茸的,对鹿本身没有很大的伤害,图片来源@视觉中国)
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鹿茸生长2~4个月后
内部的软骨会逐渐转为硬骨
血管和神经退化、失去痛觉
而这个时候是鹿的交配时节
鹿角就成了雄鹿进行种内竞争和抵御天敌的兵刃
(雄鹿达到它们的“鹿生巅峰”,开始为求偶大打出手了,摄影师@孙华金)
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等到交配期结束
完成了使命的鹿角就会自然脱落以保存能量
等待第二年春天再长一对新的
(战斗过后,这只梅花鹿成了“独角鹿”,但不要担心,明年它还会再长一对新的角,摄影师@马天旭)
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角是争夺领地的武器
也是吸引异性的招牌
角的出现大大丰富了有蹄类种类
相比于体重压制
角即使破损也不会致命
这是一种相对更加灵活、代价更小的争斗方式
“会吃草”的偶蹄目强势崛起
奇蹄目也在漫长的演化中适应了草原生活
马演化出了长约8厘米的牙齿
称为“高冠齿”
以耐受咀嚼粗纤维草料带来的磨损
它们没有反刍能力和发达的胃部结构
但拥有消化草料的盲肠与结肠
即使这样
它们也很难撼动偶蹄目在植食动物中的地位
(马拥有很长的高冠齿,大部分牙齿隐藏在牙龈之下,一生中可以不断生长,来应对咀嚼食物带来的磨损,制图@张琪/星球研究所,图片来源@视觉中国)
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有蹄类动物依靠蹄子奔跑跳跃
拥有铁齿铜牙高效地摄取食物
利用锐利的角进行防御和竞争
正是依赖这些天赋和技能
它们才能在中国960万平方公里的土地上
跨越空间的阻隔
为了生存而永不停蹄地奔跑
最终形成了自然界最伟大的动物奇观
迁徙
03
长路漫漫
已知现存的有蹄类动物中
近一半物种存在迁徙行为
有蹄类动物追逐着丰美的草原
季节性更替的草原植物仿佛绿色的波浪
推动着它们迁徙的步伐
它们井然有序地跨过中国山河
俨然一幅流动的画卷
(麋鹿在绿浪中迁徙,目前最主流的说法认为,有蹄类动物迁徙的目的是生存与繁衍,它们游走于草原之间,穿越山川河流,跋涉千里,摄影师@孙华金)
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藏野驴生活在海拔4000米以上的羌塘高原
空气稀薄而寒冷、河流纵横
它们白天结群在有水源的草场觅食
傍晚回到山地深处休憩
每天游荡30公里的路程
一定是当地“步数排行榜”的冠军
(请横屏观看,西藏阿里迁徙的藏野驴,它们迁徙主要是为了寻找新的食物和水源。高原地区的气候条件恶劣,草原植被生长受限,因此它们需要不断地迁徙来适应环境的变化,摄影师@山风)
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藏野驴迁徙时喜欢排成一路纵队、鱼贯而行
经常沿着固定的路线行走
它们所过之处会形成“驴径”
(驴径通常会围绕着草场或水源,以便驴群能够有序地觅食和饮水,同时也方便牧民对驴群进行管理和照料,图片来源@视觉中国)
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相比于藏野驴
野牦牛
(Bos mutus)
它们的迁徙规模更大
它们生活在高寒草原或荒凉的寒漠地区
每天大部分时间均在进行摄食
一边吃饭一边居无定所地漫游
它们通常集结成几十甚至上百只的群体
高空俯瞰像是一片黑色的云朵
从广袤的荒原上掠过
(请横屏观看,野牦牛会根据不同季节来回迁徙,冬季积雪覆盖高原时,它们会向低海拔迁徙;到了夏季,它们会重返高海拔地区,享受新鲜的草料,摄影师@毛江涛)
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最为壮观的还是藏羚的迁徙
与非洲角马和北极驯鹿
并称世界最壮观的有蹄类动物大迁徙
数万只雌性藏羚羊集结成庞大队伍
不约而同地前往可可西里腹地的卓乃湖产仔
(请横屏观看,迁徙的藏羚主要是雌性,每年五、六月份,母羊会迁徙前往产羔地产仔,然后母羚又率幼仔原路返回,完成一次长达300公里的旅程;藏羚中也有部分种群不迁徙,它们主要分布在羌塘南部地区,制图@陈景逸/星球研究所)
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科学家认为它们的迁徙并不是趋于本能
而是来自世世代代传递的记忆
它们只知道
“妈妈”去那里生下了她
“外婆”在那里生下了妈妈
......
(请横屏观看,藏羚迁徙的原因至今是个谜,但研究发现,藏羚以及其他很多有蹄类动物的迁徙行为,其实源于后天的学习而非先天的本能,摄影师@裴竟德)
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这些记忆
也在它们的个体之间一代又一代流传着
如同一声声远古的呼唤
最终形成了宏伟壮丽的迁徙奇观
如果说藏羚的迁徙
是传承了祖先的记忆
那么用数百万年的尺度描绘有蹄类的足迹
你会发现它们承载了地球山河的记忆
我们总认为:生命易逝、山河永恒
但有蹄类让我们看到
生命也可以跨越时空
记录下这不朽的江山
见证这片大地的历史与沧桑
铁齿铜牙
是森林与草原更替的烙印
万马奔腾
是冰川与海洋交替的见证
(距今约260万年前,在第四次大冰期的影响下,白令海峡海平面下降,形成陆桥,现代马的祖先通过白令海峡从北美洲向世界扩散,制图@陈景逸/星球研究所)
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它们跨越时空
承载山河记忆
肆意奔驰
它们身上
铭刻着这片土地的过去与未来
(江苏盐城海滨滩涂上的野鹿,摄影师@陶洪)
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本文创作团队
撰文:古月户
图片:刘禹德
地图:陈景逸
设计:张琪
审校:镜子&李默梨&高俪倩
封面来源:陶洪
专家审核
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 邓涛研究员
西北农林科技大学动物科技学院 姜雨教授
【参考文献】
[1]Janis, C., & Bernor, R. (2019). The evolution of equid monodactyly: a review including a new hypothesis. Frontiers in Ecology and Evolution, 7(APR), Article 119.
[2]Rook L, Bernor RL, Avilla LS, Cirilli O, Flynn L, Jukar A, Sanders W, Scott E and Wang X (2019) Mammal Biochronology (Land Mammal Ages) Around the World From Late Miocene to Middle Pleistocene and Major Events in Horse Evolutionary History. Front. Ecol. Evol. 7:278.
[3]Groves C. Systematics of the Artiodactyla of China in the 21(st) century. Dongwuxue Yanjiu. 2016 May 18;37(3):119-25.
[4] Thewissen, J., Cooper, L., Clementz, M. et al. Whales originated from aquatic artiodactyls in the Eocene epoch of India. Nature 450, 1190–1194 (2007).
[5] Abraham, J.O., Upham, N.S., Damian-Serrano, A. et al. Evolutionary causes and consequences of ungulate migration. Nat Ecol Evol 6, 998–1006 (2022).
[6] Wu, T., Lian, X., Li, H., Wang, D., Chen, J., Miao, Z., & Zhang, T. (2021). Adaptation of migratory Tibetan antelope to infrastructure development. Ecosystem Health and Sustainability, 7(1).
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[8]Joly, Kyle & Gunn, Anne & Côté, Steeve & Panzacchi, Manuela & Adamczewski, Jan & Suitor, Michael & Gurarie, Eliezer. (2021). Caribou and reindeer migrations in the changing Arctic. Animal Migration. 8. 156-167. 10.1515/ami-2020-0110.