哪些动物的脖子有特别的作用

动物的脖子有特别的作用有：长颈鹿的脖子可以用来打斗，也可以够得着树梢，吃到鲜嫩的树叶，鸵鸟的脖子是为了将头贴近地面，当听到远处有危险时可以及时逃离， 等等。

哪些动物的脖子有特别的作用

脖子是头和躯干相连接的部分，不同动物的脖子有不同的用处。

水牛的脖子比较粗壮，可以为人类干活，犁地时会将绳索的一部分绕着水牛的脖子后方。

长颈鹿是世界上现存最高的陆生动物，站立时由头至脚可达6-8米，其颈特别长，一般长约为2米。

《科学》：长颈鹿脖子长就为了吃？NO！还是找老婆时用处更大

文 ｜ 《中国科学报》记者 胡珉琦

长颈鹿的脖子为什么那么长？这既是孩子十万个为什么里的经典问题，也是演化生物学史上的一个旗帜性论题。

人们普遍相信，长脖子与获取高处食物有关。但部分科学家却始终抱有另一种猜想：长脖子是为了找“老婆”。只不过，他们一直苦于证据不足。

6月3日，《科学》发表了一项由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称“古脊椎所”）主导的研究，以全新的发现冲击了这一问题原有的答案。

这个故事还得从一头来自新疆准噶尔盆地的“怪兽”说起。

长颈鹿类雄性斗争的对比，前景为獬豸盘角鹿，远景为长颈鹿 （王宇、郭肖聪复原） 古脊椎所供图

1996年，新疆乌伦古河流域富蕴县与福海县交界处的一个小山梁上，响起了古脊椎所客座研究员孟津的阵阵惊呼声。

“怪兽！怪兽！”

和他一同在那里进行古生物科考的古脊椎所研究员叶捷和吴文裕闻讯从正在测量的化石坡面往上爬。一见到那具化石时，他们也怔愣住了。

这是一件大型反刍动物的脑颅化石，脑颅骨壁异常厚实。最为奇特的是，其脑袋顶上长着一个巨大的圆盘，完全覆盖了头顶，就像一顶帽子。可他们从未见过这样的“角”。

不仅如此，研究人员进一步观察发现，它的颈椎异常粗壮，具有非常复杂的头颈和颈间关节。在之后的考察中，研究人员在同期地层中陆续发现了几十件同类标本。他们倾向于认为这是为了适应剧烈碰撞行为而产生的结构，因此推测，“怪兽”也许和牛科动物比较接近。

此后20多年，古脊椎所许多研究人员都见过这些标本，却始终没人能鉴定距今1700万年的“怪兽”的分类学属性。

直到2015年，叶捷把宝贝似的捂在手里的化石交给了年轻的王世骐，“怪兽”的身世之谜才最终被揭开。

借助高分辨率的CT扫描和三维重建技术，古脊椎所研究员、论文一作王世骐抓住了内耳这个重要结构。

近年来，他与来自欧洲的研究团队合作，获取了大量牛科、鹿科、麝科和长颈鹿科动物化石的内耳结构信息，发现这一结构是有明确的系统发育意义的。因此，内耳的形态在反刍动物的分类中可以起到关键的判别作用。

“我们发现，‘怪兽’的内耳与之前认为的最有可能的牛科截然不同，与鹿科、麝科等也不同，反而与现生的长颈鹿在关键特征上是一致的。” 王世骐说。

这一发现让研究团队豁然开朗。过去，在牛科、鹿科和叉角羚科中，从来没有过从顶骨中心生长的独角，但长颈鹿的角却可以长在那里。甚至在化石长颈鹿中，曾有一种非洲早中新世发现的原利比亚兽，就是在顶骨中心生长出了一个掌状的大角，与“怪兽”已经很接近。

研究团队终于确定，“怪兽”就是早期长颈鹿类群，并将其命名为獬豸盘角鹿。

獬豸盘角鹿在脑颅之后联接着四节异常粗大的颈椎，颈椎与头骨之间，除了正常的转动功能，还发育了一个异常增大的限位关节，其后的各颈椎之间也多少发育了附加的限位关节。这样的结构让王世骐不禁联想到，獬豸盘角鹿可能具有非常激烈的头对头的碰撞行为。

这时，有着生物力学研究背景的他充分发了自己优势。研究团队利用有限元力学模拟证实了，这些结构特征对于维持碰撞中的稳定性是不可或缺的，对避免颈部折断十分必要。

“我们对比发现，盘角鹿在头对头碰撞中的力学性能比麝牛、盘羊这些现生动物还要强，他很可能是生物演化史上最适合碰撞的动物。”这一奇观让王世骐兴奋异常。

除了盘角鹿，研究团队还把视野扩展到了整个长颈鹿家族。根据各种化石长颈鹿的记录，他们梳理发现，家族成员们的角长得五花八门，多样化程度远高于现生牛科和鹿科动物。

“角的不同形态代表了雄性不同的打斗方式，长颈鹿类多样化的角的形态，则反应出它们在演化中产生了非常多样的雄性打斗方式。”他告诉《中国科学报》。

动物间的碰撞是一种极端的雄性间求偶竞争行为，在哺乳动物的演化中，这种激烈斗争无外乎是为了获得雌性的青睐。他解释，无论是异常粗壮的颈椎和非常复杂的头颈关节，还是多样化的角的形态，长颈鹿家族演化出的这些极端的斗争武器，都是为了使雄性能够赢得交配权的竞争，从而使它们的基因得以流传。

研究到了这一阶段，也进入了最激动人心的部分。

众所周知，现生雄性长颈鹿在求偶斗争中，会甩动长脖子，用头部打击对手，如同使用流星锤的武士，颈部越长，打击对手就越有效。会不会从一开始，长颈鹿演化出长脖子的形态，就是求偶竞争的结果？

长颈鹿是非洲稀树草原的旗舰物种，它脖子的总长度可达2.5 米，在动物界独树一帜。长颈鹿究竟如何演化出了超长的颈部，早在拉马克和达尔文时期，学者们就对此争执不下。

古脊椎所研究员、通讯作者之一的邓涛介绍，拉马克认为，长颈鹿是为了努力获取高处的食物，所以脖子才会变长，这是“用进废退”理论。达尔文则是用“自然选择”来解释。长颈鹿的后代中偶然出现了长脖子成员，它们因为能获取更多的食物，而在生存竞争中留下来了更多的后代，也使得这种基因得以长久遗传。

两种理论虽然对长脖子的演化过程和驱动力的解释不同，但有一点却是相同的，那就是都与取食行为密切相关。

直到1996年，国外学者Robert Simmons和Lue Scheepers发表了一项重要成果。邓涛介绍，他们观察发现，长颈鹿取食的高度并不是很高，往往不超过2米，如果仅仅为了取食，似乎没有必要长出这么长的脖子。

不仅如此，与雌性不同，雄性长颈鹿的头颈部重量随年龄始终在增长，而且，雄性的颈部大小还与社会等级直接相关。作者认为，这就是一种强烈的指向，长颈鹿如此特殊的头颈形态其实是和雌性的选择有关。这种演化动力也就是达尔文所说的“性选择”。

那么，长颈鹿长脖子演化的动力究竟是食还是性？更准确地说，是先食后性，还是先性后食？“在没有化石证据的年代，这一问题并没有确切结论，且自然选择一直占据上风。”邓涛表示。

獬豸盘角鹿的发现对演化生物学界是个巨大的惊喜，它和其他化石长颈鹿一起从实证层面解释了，为了求偶而长出极端的斗争武器，很可能是刻在长颈鹿家族基因里的。

最终，研究团队讲述了这样一个故事：早期的长颈鹿本来就身体比较高大，由于性选择的加持，发展出来了利用甩动脖子和头部攻击竞争对手的方式，使得颈部迅速变长，而这也让它们占领了取食高处树叶这样一个相对边缘化，但回报颇丰的生态位。这种生态定位决定了它们的演化道路会更加艰难，导致种内的求偶竞争加剧，而极端求偶竞争又进一步促进了极端的形态演化，并使得它们可以在自然历史的滚滚长河之中历经艰辛，生存至今……

这个故事虽然不尽完美，但它成功说服了学界同行。审稿人在其审稿意见中表示，这是一项全面且十分令人印象深刻的研究，会引起多个不同领域的科学家和普通公众的兴趣。它用大量的技术手段，确保最准确地描述新的分类单元。基于化石证据和充分的论证，表明一种新的长颈鹿物种对其战斗模式表现出了独特的形态适应能力，并把这种形态武器与性选择联系在一起。在某种程度上，这项研究可能成为未来长颈鹿类研究的关键。

相关论文信息：

http://science.org/doi/10.1126/science.abl8316

东西问 | 王世骐：长颈鹿的脖子为什么那么长？

(东西问)王世骐：长颈鹿的脖子为什么那么长？

中新社北京6月3日电 题：王世骐：长颈鹿的脖子为什么那么长？

中新社记者 孙自法

在非洲大草原上和很多动物园里，长颈鹿总是以其长长的脖子引人瞩目。长颈鹿的脖子为什么那么长？长脖子是如何演化出来的？这一公众比较好奇的话题长期以来备受学界关注。

由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王世骐研究员、邓涛研究员和该所客座研究员、美国自然历史博物馆哺乳动物部主任孟津领导的国际合作团队，最新通过对发现于中国新疆、约1700万年前一种奇异的早期长颈鹿“獬豸盘角鹿”化石展开持续深入研究，并对长颈鹿求偶斗争和取食压力两种因素进行深度结合，确认求偶竞争是长颈鹿长脖子演化的直接驱动力。

这一通过化石证据极大促进对长颈鹿长脖子演化认知的重要研究论文，北京时间6月3日在国际著名学术期刊《科学》上线发表。发表前夕，论文第一作者和共同通讯作者、中科院古脊椎所古哺乳动物研究室主任王世骐研究员接受中新社“东西问”独家专访，解读研究成果，科普长颈鹿长脖子演化的“前世今生”。

现将访谈实录摘要如下：

中新社记者：普通人大多只关注到长颈鹿奇特颈部造型，它和包括人在内的哺乳动物颈部在骨骼结构上有何异同？其长脖子演化在学界有哪些观点？

王世骐：长颈鹿虽与其它哺乳动物同样仅具有7节颈椎，但每节平均长度超过30厘米，总长度可达2.5米，而与之体重相近的偶蹄类如水牛，颈椎长度仅5厘米左右，即使是长颈鹿唯一现生近亲——中非森林里的㺢㹢狓，每节颈椎的平均长度也仅10多厘米。

长颈鹿的脖子如何变长是进化生物学的旗帜性论题，自拉马克和达尔文时代便成为研究的焦点，“用进废退论”和“自然选择论”都在这优雅的长脖子上生发演绎而来。虽然两位泰斗对长颈鹿脖子伸长过程的认识有较大分歧，但脖子伸长的动力是吃到高处树叶的取食需求，两人都没有怀疑。

除取食需求外，其他相关因素也受到越来越多关注和研究。随着对长颈鹿行为观察的加深，科学家进一步认识到，长颈鹿优雅的长脖子还是雄性间求偶竞争的武器，脖子越长，对对手的伤害就越强烈。

2020年5月，广州动物园的长颈鹿与游人。中新社记者 陈楚红 摄

1996年，开普敦大学的罗伯特·西蒙斯(Robert Simmons)和纳米比亚埃托沙环境研究所的卢·西伯斯(Lue Scheepers)发表学术论文称，长颈鹿的长脖子在取食方面的优势并不显著，相反，长脖子特别有利于雄性长颈鹿在求偶竞争中获得优势。他们认为，求偶竞争才是长颈鹿长颈的第一驱动力。

这一观点发表后引发学界广泛争论，支持或反对者众，学界尤其期待古生物界能提供重要的化石证据，来支持或否定“求偶竞争”驱动长颈鹿演化的论断。

中新社记者：长颈鹿化石发现及研究状况怎样？新疆獬豸盘角鹿化石是如何被发现命名的？怎么研究出它与长颈鹿之间的关系？

王世骐：化石证据这项工作并不容易，长颈鹿具有很多形形色色的化石亲属，但第一个也是迄今唯一具有长颈的属就是长颈鹿属本身，其化石记录不早于500万年前的上新世。长颈鹿科其他化石种的颈椎长度，在比例上并不比现生的㺢㹢狓更长。特别是长颈鹿科中的主流西瓦兽类，它们不但没有长颈，而自身演化得粗壮如牛，颈部反而相对更短而不是更长。在新生代非常完善的化石记录中，目前找不到长颈鹿颈部伸长的中间状态的证据，似乎长颈鹿的长颈是短时间内突然产生。

与此同时，研究者也逐渐意识到，长颈鹿科的化石中，头和角的形状的多样性远远超过种类更多的鹿科和牛科。长颈鹿科头骨上配备有如此多样化的角，其究竟意味着什么也引发学界的关注与思考。

也正是在1996年，求偶竞争驱动长颈鹿长颈演化观点发表的同一年，中科院古脊椎所团队在新疆乌伦古河流域的茫茫戈壁之中，一处约1700万年前地层中发现神秘化石。

这是一件大型反刍动物的脑颅化石，脑颅骨壁异常厚实，头顶上长有一个完全覆盖头顶的巨大圆盘，在脑颅之后还连接着四节异常粗大的颈椎，其中第一颈椎的形状尤为奇特，颈椎与头骨之间，除了正常的转动功能，还发育一个异常增大的限位关节，其后的各颈椎之间也多少发育有附加的限位关节。因无法确认该化石分类，研究者一直称其为“怪兽”。

王世骐研究员在新疆戈壁滩进行野外科学考察的工作场景。受访者 供图

之后的野外考察中，中科院古脊椎所团队在乌伦古河流域的同期地层中，又陆陆续续发现完整程度不一的几十件“怪兽”同类标本，由于它头骨和颈椎的特殊关节，研究者认为这是一种对碰撞行为极端适应的动物，进而认为其或许与某些在求偶竞争中有碰撞求偶行为的现生动物(如麝牛等)有关，但在这一共识之外，“怪兽”化石研究一直没有实质性的进展。

2015年开始，我带领团队研究攻坚这些“怪兽”化石标本，在古生物研究中首次采用高速的动力学模拟方法，证实“怪兽”的头骨和颈椎的复杂结构特别适应于高速的头对头撞击，有效性远高于麝牛等适应头部撞击的现生动物，也可能是生物演化史上最适应头部撞击的脊椎动物。

随后，我们通过对“怪兽”内耳结构的高分辨率计算机断层扫描(CT)和三维重建发现，“怪兽”内耳与之前认为的最有可能的牛科截然不同，也不同于鹿科、麝科等，反而与现生的长颈鹿在关键特征上一致，并得到具有大量数据积累的欧洲合作团队的确认。

“怪兽”属于长颈鹿类这一初步结果让我们豁然开朗：角的特征早已暗示了其长颈鹿类的属性，它具有从顶骨中心生长的独角，这在牛科、鹿科和叉角羚科中都从来没有过，唯独长颈鹿和西瓦兽的角长在顶骨上，长颈鹿在额骨的中间还有一个独角。

王世骐研究员在办公室展示介绍约1700万年前“獬豸盘角鹿”化石。中新社记者 孙自法 摄

随着大量“怪兽”牙齿化石也被发现，从另一个角度证明它是一种齿冠较高的长颈鹿。在此基础上，我们团队将“怪兽”正式命名为“獬豸盘角鹿”，其中，獬豸是中国古代的神兽，在头顶上有一个独角，它被认为是麒麟的一种，而从明代以来，长颈鹿传入中国，人们就将其称为麒麟；盘角，则是指它的标志性特征——圆盘状的大角。

中新社记者：獬豸盘角鹿化石研究，除得出其属于长颈鹿类这一结果外，在长脖子演化方面有哪些重要发现？

王世骐：系统发育分析显示，现生长颈鹿与獬豸盘角鹿均属于长颈鹿超科，它们头骨和颈部的形态差别很大，但都与雄性的求偶斗争相关，而且都向极端的方向演化。

我们团队通过对比反刍类几大类群，包括长颈鹿类、牛类、鹿类、叉角羚类的角的形态，发现长颈鹿类角的多样性远高于其他几大类群，并且形态往往偏向极端，这说明长颈鹿类求偶斗争比其他反刍类更加高强度而且多样化。

同时，长颈鹿和盘角鹿都是极端的打斗者，它们的雄性为了争夺雌性的芳心，不惜发展出一些极端的武器，极端的行为在性选择的加持下，促生了进化史上各种长颈鹿极端的头颈部的形态学演化。

约1700万年前“獬豸盘角鹿”化石生态复原和现生长颈鹿对比图。王宇，郭肖聪 绘图

进一步分析獬豸盘角鹿的生态环境和它所占据的生态位发现，当时地球正处于一个温暖时期，总体上来说森林密布，但獬豸盘角鹿生存的新疆地区，由于南边青藏高原正剧烈隆升，阻挡了水汽的传输，使得这一带比其他地区要干旱一些。牙釉质稳定同位素表明，獬豸盘角鹿生活在开阔的草原之中，并且可能随季节迁徙。对于当时的动物来说，瘠薄的草原环境不如森林环境舒适，獬豸盘角鹿的激烈打斗行为，可能与生存环境带来的压力相关。

到现生长颈鹿出现之初，也遭遇过类似獬豸盘角鹿的环境：约700万年前，东非高原也由森林环境转变为开阔的草原，远古长颈鹿赖以生存的环境逐步消失，促使它们必须适应新的变化。现生长颈鹿属500万年前出现时，本来身体比较高大的长颈鹿，可能在这个时期发展出利用甩动脖子和头部攻击竞争对手的方式，通过这种极端的斗争方式，在性选择的加持下，使得长颈鹿的颈部在200万年时间内迅速加长，成为现生长颈鹿属，从而有效占领取食高处树叶这样一个相对边缘化但回报颇丰的生态位。

中新社记者：獬豸盘角鹿化石研究论文获国际顶级期刊发表，这项成果有什么重要意义？

王世骐：獬豸盘角鹿化石的发现，为揭开长颈鹿长脖子的演化之谜提供了重要化石证据。长颈鹿科的化石中，头颈部和角的形状的多样性非常高。长颈鹿的长颈配小角，与獬豸盘角鹿的粗壮颈部配盘状角，不过是其中两个极端的例子，而这两种形态都与雄性求偶中的打斗方式相关：长颈鹿和盘角鹿都是极端的打斗者，它们的极端行为在性选择的加持下，促生出长颈鹿中极端的形态学演化。

回顾整个长颈鹿的演化历史，在演化之初，长颈鹿类的生态地位就要比牛科鹿科等更加边缘化，这似乎预先决定了它们的演化道路：边缘化的生态定位促进了种内的极端求偶竞争，而极端求偶竞争又促进了极端的形态学演化。这足以引起学界对物种演化方向、策略以及结果的更深层次思考。

通过研究獬豸盘角鹿这个与长颈鹿谱系相近、演化环境背景相似、演化策略相同的物种，极大促进了我们对长颈鹿脖子演化细节的认识，虽然长颈鹿长颈演化仍存在许多不能完全了解的细节，但獬豸盘角鹿化石的研究则为获取这一段秘事打开全新的窗口。

如果要问长颈鹿的长脖子究竟是为了食还是为了性？我们最新研究给出了这样的答案：食可能是一个结果，性可能是达到这个结果的途径。重要的是，每一个物种，必须要在生态环境中找到自己的位置，才有可能在充满挑战的世界中存活下去。(完)

受访者简介：

中新社记者 孙自法 摄

王世骐，青年古生物学家，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古哺乳动物研究室主任、研究员，中国科学院大学博士生导师。主要从事新生代大型哺乳动物的系统演化及东亚地区新生代生物地层学研究，重点研究青藏高原隆升引起亚洲内陆干旱化成为北半球开阔动物群的演化中心这一重大科学问题。已完成重要研究成果包括：发现长颈鹿类头颈部特异演化(如长脖子演化)的性别竞争驱动力和生态因素；提出早期象类采食方式分化和生态辐射以及采食器官由下颌向长鼻转移的演化过程；提出青藏高原及中亚内陆是羊亚科动物的演化中心，并找到重要化石证据；提出大型有蹄类的性别异时进化理论。主持过和正在开展中国科学院战略性先导科技专项子课题、科技部基础专项子课题、国家自然科学基金重大项目子课题等多项科研项目，已发表专业学术论文近百篇。