新研究发现食物而非性行为是长颈鹿长脖子进化的原因

长颈鹿的脖子为什么这么长?宾夕法尼亚州立大学生物学家领导的一项研究探索了这一特征是如何进化的，并为这个标志性问题提供了新的见解。主流假设是雄性之间的竞争影响了脖子的长度，但研究小组发现，雌性长颈鹿的脖子比雄性长，这表明雌性对营养的需求很高，这可能是导致这一特征进化的原因。

这项研究探讨了野生和圈养长颈鹿的身体比例，该研究于6月3日发表在《哺乳动物生物学》杂志上。研究小组表示，研究结果表明，长颈鹿的脖子可能是由于雌性长颈鹿在树丛深处寻找难以触及的树叶所致。

让·巴蒂斯特·拉马克和查尔斯·达尔文在他们的经典进化论中都认为，长颈鹿进化出长脖子是为了帮助它们够到树上高处的树叶，避免与其他食草动物的竞争。

然而，最近一种名为“用脖子换性”的假说认为，长脖子的进化是由雄性之间的竞争所驱动的，雄性会摆动脖子来争夺主导地位，这被称为“脖子争斗”。也就是说，脖子较长的雄性可能在竞争中更成功，从而繁殖并将基因传给后代。

“‘脖子决定性别’假说预测雄性的脖子会比雌性长，”道格·卡文纳(DougCavener)、宾夕法尼亚州立大学进化遗传学杰出主席、生物学教授，也是这项研究的主要作者。

“从技术上讲，它们的脖子确实更长，但雄性的一切都更长;它们比雌性大30%到40%。在这项研究中，我们分析了数百只野生和圈养马赛长颈鹿的照片，以调查每个物种的相对身体比例以及它们随着长颈鹿的成长和成熟如何变化。”

研究人员从可公开访问的照片库Flickr和SmugMug收集了数千张圈养马赛长颈鹿的照片，以及他们在过去十年中拍摄的野生成年动物的照片。

由于没有已知长度的参考点，从照片中很难确定整体高度等绝对测量值，因此研究人员转而关注相对测量值或身体比例——例如，颈部长度与动物整个高度的比例。他们将分析限制在符合严格标准的图像上，例如仅使用垂直于相机的长颈鹿图像，这样他们就可以一致地进行各种测量。

“我们可以通过长颈鹿独特的斑点图案来识别它们，”卡文纳说。“感谢动物园和水族馆协会，我们还拥有北美动物园和野生动物园中所有马赛长颈鹿的完整血统或家谱，以及它们的出生日期和转移历史。

“因此，通过仔细考虑这些信息、照片拍摄时间和动物的大致年龄，我们可以在几乎每张圈养长颈鹿的照片中识别出特定的个体。这些信息对于了解雄性和雌性长颈鹿何时开始出现体型差异以及它们是否生长不同至关重要。”

出生时，雄性和雌性长颈鹿的身体比例相同。研究人员发现，尽管雄性在第一年通常生长得更快，但直到它们在三岁左右开始性成熟之前，身体比例并没有显著差异。由于身体比例在生命早期就会发生变化，因此该团队将对野生动物的研究限制在完全成年的个体(这些动物的年龄基本未知)。

研究人员发现，成年长颈鹿中，雌性长颈鹿的颈部和躯干(即身体的主要部分，不包括腿或颈部和头部)的比例更长。另一方面，成年雄性长颈鹿的前腿更长，颈部更宽。圈养和野生长颈鹿的情况都一样。

“你经常看到长颈鹿——尤其是雌性长颈鹿——伸手到树丛深处，而不是伸手去吃最高树枝上的树叶，”卡文纳说。“长颈鹿很挑剔——它们只吃少数几种树的树叶，而较长的脖子使它们能够伸手到树丛深处，吃到别人吃不到的树叶。一旦雌性长到四五岁，它们几乎总是怀孕和哺乳，所以我们认为雌性对营养需求的增加推动了长颈鹿长脖子的进化。”

研究人员指出，性选择(雄性之间的竞争或雌性对体型较大配偶的偏好)可能是造成雌性和雄性之间整体体型差异的原因，许多其他大型有蹄类哺乳动物也是一夫多妻制，即一只雄性与多只雌性交配。

他们认为，随着长脖子的进化，性选择(包括雄性身体推挤和颈部争斗行为)可能促使雄性的脖子变宽。此外，雄性较长的前腿可能有助于交配，研究人员表示，交配是一件短暂而具有挑战性的事情，很少见。

“有趣的是，长颈鹿是少数几种像人类一样以头顶高度来测量的动物之一，而不是像马和其他牲畜那样以肩隆(背部最高的部分)来测量，”卡文纳说。“雌性长颈鹿的轴向骨骼相对较长，颈部和躯干较长，外观更倾斜，而雄性则更垂直。”

研究团队还利用遗传学来识别野生长颈鹿群体之间的关系，以便更好地了解哪些雄性长颈鹿能够成功繁殖。研究目标是进一步阐明配偶选择和性选择，并指导这一濒危物种的保护工作。

“如果像我们猜测的那样，雌性觅食行为是造成这一标志性特征的原因，那么保护它们日益减少的栖息地就显得尤为重要了，”卡文纳说道。“过去30年来，马赛长颈鹿的数量急剧下降，部分原因是栖息地丧失和偷猎，因此我们必须了解它们生态和遗传学的关键方面，以便制定最有效的保护策略来拯救这些雄伟的动物。”

除了卡文纳，宾夕法尼亚州立大学的研究团队还包括生物学附属学术人员莫妮卡·邦德(MonicaBond)、生物学附属学术人员吴岚(LanWu-Cavener)、研究时为博士后研究员、现就职于格鲁米蒂基金会(GrumetiFund)的乔治·罗海(GeorgeLohay)、研究时为研究生的米娅·卡文纳(MiaCavener)、分子、细胞和综合生物科学项目研究生侯晓懿(XiaoyiHou)、研究时为本科生的大卫·皮尔斯(DavidPearce)以及生物学附属学术人员德里克·李(DerekLee)。