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腫骨中華大角鹿（A），駝鹿（B），水牛（C）和家馬（D）的下頜骨。　中科院古脊椎所 供圖

中新網北京8月16日電 (記者 孫自法)已滅絕的鹿科動物大角鹿下頜骨普遍存在腫厚現象，其為何腫厚？有何功能？長期以來受到學界廣泛關注，迄今仍存在爭議。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)研究團隊通過選取駝鹿、水牛和家馬三個現生的大型食草動物，與北京周口店發現的“腫骨中華大角鹿”化石的下頜進行對比，采用有限元方法進行力學分析，并根據最新研究結果推測，大角鹿的食性與水牛和家馬相似，具有取食富含纖維的草的潛力，而這與其腫厚的下頜骨形態有關。這項研究成果論文，近日獲國際專業學術期刊《歷史生物學》(Historical Biology)在線發表。

各物種下頜骨(A)和下頰齒列(B)應變能。　中科院古脊椎所 供圖

論文第一作者、中科院古脊椎所碩士研究生付嬌介紹說，大角鹿族是分布于歐亞大陸的中新世晚期-全新世(距今約700萬年-7700年)的一類已滅絕的鹿科動物，擁有標志性的碩大鹿角，是化石中的明星物種。大角鹿的下頜形態十分特殊，其下頜骨普遍存在腫厚現象，尤其是周口店第一地點發現的腫骨中華大角鹿化石，其下頜骨水平支橫截面近似圓形。

大角鹿腫厚的下頜到底有何功能？一種觀點認為大角鹿腫厚的下頜是為了儲存鈣質，以供碩大的鹿角每年的脫落與生長。然而，雌性大角鹿并不長角卻也擁有腫厚的下頜骨，駝鹿同樣擁有碩大的鹿角，但其下頜卻十分纖細，因此，儲存鈣質這一假說尚存疑問。下頜骨主要的功能是咬合和咀嚼，其形態經常被作為推斷食性的重要依據，據此另一種觀點認為，大角鹿腫厚的下頜可能有利于承受更大的外力，與取食偏硬或富含纖維的食物相關。

為證明后一種食性相關的觀點推測，中科院古脊椎所研究團隊選取了駝鹿、水牛和家馬三個現生的大型食草動物與腫骨中華大角鹿的下頜進行對比，采用有限元方法進行力學分析發現，在模擬咀嚼試驗中，現生駝鹿下頜骨的最大等效應力和應變能遠高于其他三者，水牛和家馬下頜骨的對應值很低且二者不相上下，而腫骨中華大角鹿下頜骨的應變能甚至略低于水牛和家馬，最大等效應力也與后兩者接近。研究團隊據此推測，大角鹿的食性與水牛和家馬相似，具有取食富含纖維的草的潛力，而這與其腫厚的下頜骨形態有關。此外，各物種的下頰齒的應變能與其齒冠高度呈現一定負相關性，但大角鹿作為低冠齒動物，其應變能遠低于駝鹿，這可能得益于其腫厚的下頜骨分擔了更多的外力。

腫骨中華大角鹿、駝鹿、水牛、家馬(A-D)的等效應力云圖和去除前2%的最大等效應力(E)。　中科院古脊椎所 供圖

論文通訊作者、中科院古脊椎所研究員王世騏表示，對于大角鹿族食性的研究之前學界多聚焦于產自歐洲的巨型大角鹿(Megaloceros giganteus)，有人在其臼齒縫隙中發現蒿屬植物殘留物，該類植物富含鈣和磷，可為其碩大鹿角的生長提供營養物質。類似植物在周口店第一地點也有發現，比如有學者就在周口店第一地點的鬣狗糞中提取出植物孢粉，發現富含鈣和磷的蒿屬和樺屬等植物。這次的最新研究也推測，腫骨中華大角鹿可能會有選擇地大量取食這類植物以補充每年鹿角脫換所需的營養物質，不過，這一假說還需后續進一步研究驗證。