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2019年2月5日星期二

第十一章 哺乳纲啮齿目


沈阳先生 撰稿

啮齿目是哺乳纲的一目,上下颌只有1对门齿,喜啮咬较坚硬的物体;啮齿目动物一般比较小,多数在夜间或晨昏活动,许多种类的繁殖能力很强。
啮齿目种数约占哺乳动物的 40%50%,在脊椎动物进化上可以说是最成功的一支,个体数目远远超过其他全部类群数目的总和,几乎遍及南极和少数海岛以外的世界各地。
啮齿目拉丁学名 Rodentia归属动物界-脊索动物门 -脊椎动物亚门-哺乳纲-真兽亚纲。英文名称 Rodents


据估计,全世界现存15902000种,分属2834科。有人根据咬肌的结构把啮齿类分为始啮、松鼠、豪猪和鼠4个亚目。中国有1462160种左右,人工饲养的有豚鼠科、海狸鼠科、毛丝鼠科的少数种类。对于种类繁多的齧齿类成员之间的亲缘关系争议比较大,主要是根据颅骨上咬肌的结构和附着情况、牙齿、下颌骨等进行分类。
也有分成松鼠型目Sciuromorpha、鼠型亚目Myomorpha和豪猪型亚目Hystricomorpha三个亚目,其中松鼠型亚目是最原始的齧齿类,分化比较早,其成员间差异较大,有时被分成几个不同的亚目,比较常见的是将最原始的成员分出始齧亚目Protogomorpha
鼠型亚目起源于松鼠型亚目,下颌骨和松鼠型亚目接近,有时可并入松鼠型亚目或再分出不同的亚目。豪猪型亚目较早和其它齧齿类分化出来,成员之间体型和习性差异很大,但下颌骨均为豪猪型,也有人将其分成2~3个不同的亚目。
最早的啮齿目成员见于古新世晚期,与松鼠略有些类似,後来啮齿目迅速繁盛,成为最成功的哺乳动物,其繁盛可能是多瘤齿兽等与其相似的较原始类型灭绝的原因。 
啮齿目多为小型的植食性动物,是各地食物链的重要构成,但不少种类食性较杂,也有少数主要食昆虫等小型动物或者食鱼,有些种类则体型较大。

动物学史
啮齿动物在进化上获得成功的原因可能是多样的,但首先是应归于个体较小。小的个体,就可去开辟、适应大动物所不适宜的环境,从而建立大的种群。其次是繁殖力强。强大的繁殖力,意味着其具有广阔的生活区域和对各种不同生态环境的适应。
啮齿动物不但在陆上生活,空中、水中也有他们的成员。空中有滑翔的鼯鼠,水中有水䶄。此外还有荒漠中的跳鼠,森林中的睡鼠,洞穴中的鼢鼠,以及扰乱人类几万年的小家鼠。从赤道到极地,甚至高山、海岛上,到处都有他们的踪迹。
最早的啮齿类化石发现于晚古新世,起源还不十分清楚。有人认为啮齿目起源于灵长目的更猴类,也有根据跟骨构造怀疑它起源于古肉食类的。但近年中国发现的古新世化石表明,啮齿类的起源可能和亚洲特有的宽臼兽类如晓鼠有关。有关啮齿类的许多分类学问题至今未能解决。啮齿类的起源,一直是多年未解的问题。

一 北美起源说
副鼠(Paramys atavus)化石发现在55百万年前北美最晚古新世地层中。它很像大松鼠,脚上有爪,会爬树,还有一条长尾巴,用以保持身体平衡。门齿像把大凿子,后面有5个颊齿。以副鼠为样板,推测啮齿类起源于古新世的灵长类。

二 中亚起源说
近年在中国发现的新材料证实,啮齿类应当起源于中亚。安徽潜山古新世地层中的东方晓鼠是啮齿类的祖先类型,内蒙古的磨楔齿鼠则是最原始的啮齿类。20世纪70年代,在中国安徽潜山县古新世中晚期(距今60百万年前)地层中发现了东方晓鼠的化石,它有一对大门齿,退化的颊齿,以及门齿和颊齿两种不同位置咬合机能的雏型,与啮齿类很相似。经过中国科学家多方研究考证,确认东方晓鼠是现今最接近啮齿类祖先的动物,现在大多数学者肯定东方晓鼠与啮齿动物起源的关系。近年在湖南衡东县早始新世地层中发现的钟健鼠的完整头骨,更加证实了这种论断。当然,晓鼠不可能是啮齿类的直接祖先,但至少可以说,啮齿类动物可能起源于晓鼠类的近亲。

啮齿动物的进化

鼠类和兔类是哺乳动物中演化十分成功的类群,但它们的大多数对人类的发展有害无益。如果人类不珍惜、不爱护自己的生存环境,那也许若干年之后地球就是它们的天下了。这并非危言耸听,因为这些动物的繁殖力大得惊人,适应环境的能力也特别的强。

一 牙齿进化与地层时代划分

牙齿是研究啮齿类进化的主要依据,也是划分地层和地层对比的可靠证据。啮齿类的进化速度很快,反映在牙齿构造上的变化也快,这是鉴定、划分地层的有利条件。例如,最早的仓鼠类化石发现或起源于中国距今37百万年前的晚始新世地层中,到距今10百万年前的中新世晚期,在这20Ma的时间中,仓鼠类已经历了三次大的替代。每一代各有自己的构造特征,且有许多化石代表,为划分地层提供了极为重要的科学依据。进化愈快,构造特征变异愈快,地层划分就可能越细、越精确。一种叫模鼠的田鼠类,在不到3百万年的时间里,牙齿从有根到无根,齿面的纹饰也逐渐变化。如果在地层里找到哪种模鼠,就可以推断该地层的时代了。

二 啮齿动物的进化

根据牙齿、咬肌结构啮齿目动物大体分成4大类:始啮类(如今仅在北美残留一种—山河狸)、松鼠类(包括松鼠和河狸)、鼠类(家鼠、仓鼠和跳鼠)和豚鼠类(豚鼠和水豚)。近年来分子生物学的研究认为,南美豚鼠与其他啮齿类的相似性低于它与灵长类或其他哺乳动物的相似性,因此认为南美豚鼠不是啮齿类,从而对传统的啮齿类概念提出挑战。
始啮类繁盛在古近纪,到渐新世地球骤冷时基本上灭绝了。大间断后一些现生的科出现了,如河狸、松鼠、跳鼠和南美豚鼠等。仓鼠科动物是最庞大的,它包括仓鼠、鼠和田鼠等几大类(亚科)。最原始的是仓鼠,它发现于近40百万年前的始新世,繁盛在渐新世和中新世;当15百万年前时它的后裔—鼠类出现后就逐渐被取代了。现鼠亚科约有120属,近530种,而仓鼠亚科仅有718种了。  
田鼠亚科是仓鼠的另一支后裔,它出现在距今约5百万年前。

外形特征

啮齿目的牙齿高度特化。上下各有1对门牙(incisors),缺乏犬齿(canines),留有齿隙(diastema),前臼齿(premolar)消失或12枚,臼齿(molar3枚。其门齿仅在前面有珐琅质,所以后面的软齿质比前面消耗快,结果形成总是尖利的凿刀形门牙。此外,门齿无齿根,能终生生长,所以必须磨损,以求得生长平衡。两个相对的门齿如不能相遇在一起,对它会导致严重的后果。这一独特的磨牙特性,使其牙齿非常尖利、有效。
啮齿目另一重要特征是其发达的颌骨(jaw)区域以及从此开始的、参与下颌运动的咀嚼肌(masseter)。下颌骨窝(mandibular fossa)位于鳞状骨颧突的腹面,是一个拉伸了的关节窝,缺少下颌窝后突(postglenoid process),其作用是控制下颌的前后运动。颧弓(zygomatic arch)位于颧骨的中部,其作用是连结上颌颧突和鳞状骨颧突。框后突(postorbital processes)变化较大,有些种类有,有的缺。乳骨突(paroccipital processes)较大,多数可见翼蝶骨管(alisphenoid canal),但有的很小,难以发现。其他特征还包括锁骨(clavicles)的结构,前后足的趾爪数量、结构变异,颞肌(temporalis muscle)数量变化等。

一 咀嚼肌的类型

啮齿目颌骨的主要作用是通过附着在其表面的咀嚼肌,控制门齿的闭合,实现啮咬的目的。其原始咀嚼肌分为三种类型。这种模式称为始啮模式(protrogomorphous condition),在现存的啮齿类中,只有山河狸(Aplodontia rufa)属此模式。
表层咀嚼肌masseter superficialissuperficial百万年sseter) 起于上颌骨颧突的咀嚼肌结(masseteric tubercle),终于下颌骨(mandible)底部的中后缘和角突。
侧面咀嚼肌masseter lateralislateral百万年sseter) 从表层咀嚼肌后面沿颧弓下缘开始,到下颌骨底部中后缘终止。
中层咀嚼肌masseter medialis profundusmedial百万年sseter) 很小,沿颧弓中央内部开始,到下颌齿列后部结束。

二 咀嚼肌演化的主要模式

由原始的始啮模式,啮齿类的咀嚼肌至少以三种不同的方式进行演化、发展。
⒈ 松鼠型模式sciuromorphous condition) 侧面咀嚼肌起点前移到上颌骨颧突部分的颧弓前面,表层咀嚼肌起点也前移,而中层咀嚼肌的起点不变。其上颌骨颧突扩大,呈盘状。这种方式在松鼠型亚目中常见。
⒉ 豪猪型模式hystricomorphous condition) 框下孔(infraorbital foramen)从上颌骨颧突的前面移到了上颌骨颧突范围以外,而且变得非常大。通过增大的框下孔,一些起点在上颌骨颧突前面的、增加的侧面咀嚼肌沿伸到了颧弓前面。这种方式发生在豪猪、天竺鼠、跳鼠等许多类啮齿动物中。
⒊ 鼠型模式myomorphous condition) 这种模式有可能是由古老的松鼠型种类演化而来的。象松鼠型模式一样,其上颌骨颧突扩大呈盘状,改变了前面侧面咀嚼肌的起点。框下孔相对较大,有部分中层咀嚼肌从中穿过。
咀嚼肌三种模式是如何演化的,学者们争议很大。然而咀嚼肌演化的三种模式已被多数学者所接受,至少其演化结果在许多啮齿类可以看到。

三 下颌骨
咀嚼肌在上着生部位和结构也有变化。松鼠型中,下颌骨隅突与下门齿齿槽在同一垂直平面,冠状突(coronoid process)发达。而豪猪型中,下颌骨隅突在下门齿齿槽垂直平面的外侧,冠状突退化。

生活习性

多数啮齿类在夜间或晨昏活动,但也有不少种类白昼活动。冬季活动量一般减少,在冬季到来前,或在体内贮存脂肪供蛰伏时用;或秋季开始储存食物。有些口中生有临时贮放食物的颊囊。生活在中亚沙漠区的细趾黄鼠有夏眠习性。
林区的种类常在树杈上、树洞内或树根下筑巢,而巢鼠在高草的上部做巢。两栖的个别种类在水边筑巢,部分洞口开向水中,河狸修造浮在水面上的巢和水坝。
多数种类取食植物,有些也吃动物性食物。许多鼠类与仓鼠类的臼齿咀嚼面都有适于碾磨植物种子的结构,有23列丘状齿尖或复杂的齿纹;以啃食树木为生的河狸则具有巨大而锋利的门齿和适于压嚼木质的阔臼齿。啮齿类的牙齿数一般不超过22枚,但非洲的多齿滨鼠属有28枚牙齿,而新几内亚的一齿鼠只有4枚门齿和4枚臼齿。

生长繁殖
许多种类的繁殖能力都很强。少数种类只于每年春季繁殖1窝幼仔,多数则于春、夏、秋产3窝左右,而褐家鼠和小家鼠在隐蔽条件好、食物充足的情况下终年生殖,每年可产68窝幼仔。每胎产仔数各不相同,多数为46只,多者达78只。一些害鼠在数量很低的年份繁殖力显著增强,不但繁殖次数增加,而且每胎产仔数也大大提高,最高达18仔。多数种类的妊娠期短,仅20天到1个月左右。幼鼠生后20天左右就能单独寻食,一般3个月达性成熟,春季出生的个体能在当年秋季繁殖。但多数幼体于次年春季繁殖。少数大型种类寿命较长,在人工饲养条件下可活10年以上,但多数种类的自然寿命为25年。


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