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为什么有些动物是圆脸？猫头鹰为啥长了个“猫头”？

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2024-12-21 11:56

主要观点总结

这篇文章主要介绍了动物界中一些具有圆形头部的动物，如猫科动物、猫头鹰等，以及它们的圆脸和短吻部是如何适应生存环境的。此外，还介绍了其他动物的圆脸特征背后的原因和演化历史。

关键观点总结

关键观点1: 猫科动物和猫头鹰的圆脸特征及其演化历史

猫科动物和猫头鹰的圆脸特征是为了适应捕猎和生存而演化出来的。短粗的吻部有利于猫科动物在独自狩猎时提供更强的咬合力，而猫头鹰的羽毛形成的圆脸有利于声音的传播，方便它们听见猎物的声音。这些动物的演化历史可以追溯到数百万年前，经历了漫长的适应和演化过程。

关键观点2: 不同动物的圆脸特征及其背后的原因

除了猫科动物和猫头鹰，还有一些其他动物也演化出了圆脸特征，如雄性红毛猩猩的喉囊用于唱情歌，大熊猫的圆脸和短小的吻部主要用于咬断坚硬的竹子。这些动物的圆脸特征也是适应环境和生存的结果。

关键观点3: 人为因素对于动物形态的影响

人为的选育已经改变了许多家犬的形态特征，如短小的口鼻部分，但这可能给它们的健康带来问题，如呼吸道疾病。这些人为改变反映了人类对于宠物审美的偏好和文化价值观的影响。

正文

在这个世界上，有些动物因为拥有类似人类婴儿的圆形头部、圆脸和大眼睛，受到了人们的喜爱和关注。

其中，猫科动物和鸮形目

（也就是猫头鹰）

是典型的例子

不过你有没有想到过

它们的圆形的头部是怎么来的？

猫头鹰为什么长了个“猫头”？

首先，猫科动物的圆脸看着短，但是要论长度很可能不算短脸。例如不少狮和虎的头骨长度都超过30厘米，甚至更大。这长度比看着脸长的狐狸长了不少，也比同样看着脸圆而短小的人类要长。

而猫科动物之所以看起来是大圆脸，还是因为它们短粗的吻部以及脸部的颧骨部分。后者准确来说是颧弓，颧弓比较宽且附着有不少肌肉。附着的肌肉在外界看来，正好构成了它们的大圆脸和粗嘴巴。

猫科动物花豹Panthera pardus的头骨，吻部显得短

图源animal.memozee.com

圆脸的小个子猫科动物，豹猫

拍摄于国家动物博物馆

为什么有这样的脸和嘴巴呢？因为短粗的吻部有利于猫科动物在独自狩猎的时候，让嘴前端作为一个省力杠杆，提供嘴前端更强的咬合力。

咬合力到了，猫科动物嘴前端的犬齿就会释放强大的力量，以此断开对方的颈椎或者更好地锁喉。

此外，它们附着在颧弓上面的肌肉——颞肌。颞肌可以在猫科动物咬猎物的时候，提供力量来做到在咬合的瞬间秒杀猎物，附着较多的颞肌有利于猎杀猎物。

猫科的狮子头骨模型，拍摄于上海自然博物馆

黄色部分是颧弓和犬齿

现在的猫科动物具有短而粗壮的脸庞，是为了单兵作战，为了鲜味肉食猎杀而生存，但是它们的老祖宗可不是这样！

猫科动物老祖宗—早期食肉形类（Carnivoramorpha）成员，具有相对细长的嘴巴，身体的模样有些像果子狸。

放错图了...

早期的食肉形类，图源a-z-animals.com

捕食小动物的它们有相对长的嘴巴，嘴巴后端还有较多臼齿和前臼齿。它们的一部分后代走上了更为依赖食肉、瞬杀狩猎的演化道路，这就是猫科动物，它们的嘴巴变得短粗了一些，嘴巴后端牙齿数目减少了很多，仅剩下三十颗左右牙齿。

这些早期食肉形类成员，除了化作猫科外，也有的演化为一些不那么追求瞬杀猎物，又不全吃肉食的食肉目动物，比如荤素搭配着吃的果子狸和棕熊，喜欢持续攻击大型猎物、偶尔吃点水果的灰狼（Canis lupus）。

灰狼和沙狐的长头骨，绿色部分是为它们嘴巴后端臼齿和前臼齿大致位置，拍摄于天津自然博物馆

嘴巴较长的棕熊，拍摄于北京动物园

这些动物就在演化中保持着相对长的嘴巴，长嘴巴可以让口腔后端容纳不同形状的牙齿，方便自己处理多样的食物，比如更多的臼齿和前臼齿用来放在最后段，磨碎吃进嘴里的水果，或者啃吃剩的骨头——臼齿减少的猫科就难以做到这一点。

食肉目动物里面的食蟹海豹（Lobodon carcinophagus），更是把嘴巴后面的牙齿演化成了筛子一样的形状，用于过滤海水，让小小的磷虾留在自己嘴巴里面。

食蟹海豹的牙齿，他吃下带着小动物的水合上嘴时候，牙缝会让水出去留下食物，图源coolantarctica.com

注：除了狮，雄性猎豹等少数以外，现存的猫科主要独自狩猎，当然也有小规模合作的情况。美洲豹在捕猎时候喜欢咬猎物脑壳。

猫头鹰“猫头”的秘密

猫头鹰圆脸的原因可就不是因为饱满的肌肉了，而是身上羽毛填充的结果。

如果有人把猫头鹰的羽毛理光，就会发现有点像秃了毛的鸡。如果看到淋湿了水的猫头鹰，也会发现猫头鹰的羽毛收缩起来，大脸会瞬间变小。

所以说，看着脸大身体圆胖的猫头鹰其实是虚胖，厚实的大量羽毛甚至还能遮住猫头鹰的腿部，这就导致猫头鹰腿部虽然不短却容易被看成小短腿。

猫头鹰腿其实不短，图源scienceabc.com

那猫头鹰脸上长这么多羽毛是干什么用的呢？

2022年根据大灰鸮这种猫头鹰的相关研究，学界发现它们身上羽毛形成的大脸盘有利于声音的传播，方便它们听见猎物的声音。

羽毛在它们的脸上排列出放射状的面盘，可以聚拢声波来放大声音，找到黑夜静悄悄中偷吃东西的老鼠。而它们大脑里面负责听觉的区域也更为发达，自身羽毛结构有利于进行悄无声息的飞行，以此兼容这一身“耳听八方”的配置。

图为大灰鸮，图源365daysofbirds.com

当然，也有一些猫头鹰没有太大的脸盘，例如北鹰鸮（Ninox japonica），这些猫头鹰就不那么依赖耳朵，而是主要依靠视力。

它们比起那些大脸盘的猫头鹰看着也更有点“鹰”的模样。这些“鹰”模样的猫头鹰当中也有不走晚间出行“传统”路线的，白天也出来活动。

事实上，猫头鹰大家族在四五多千万年前的时代也是走白天出行的路线的，和今天多数老鹰一模一样，欧洲大陆和美国怀俄明州等地的化石就是证明。

这些早期猫头鹰爪子也同今天夜行的猫头鹰形态差距很大，反倒是类似于老鹰的爪子。只不过后来的演化过程中，很多猫头鹰放弃了白昼的厮杀，转而选择了在晚上苏醒，开启月夜下的猎杀，爪子的形态也改变了。

有时候白天也“出门”的短耳鸮

拍摄于国家动物博物馆

在美国发现的早期猫头鹰骨骼化石，图源newsroom.taylorandfrancisgroup.com

注：有少数猫头鹰白天也会活动，这些白天出来的猫头鹰眼睛虹膜颜色比较浅。例如短耳鸮，北极的雪鸮也是一个典型的例子，常见的纵纹腹小鸮会在清晨黄昏出来抓老鼠。

纵纹腹小鸮标本，拍摄于国家动物博物馆

其他大脸动物

有圆脸的动物并非只有猫科动物和各种猫头鹰，另外一些动物也演化出了圆脸，比如说雄性的红毛猩猩（Pongo）。相比于女同胞，公的红毛猩猩体重更大且有一张“大脸”。

这背后是大量肌肉脂肪在支撑。大脸下面是巨大的喉囊（pendulous laryngeal sacs），这个喉囊是便于它们唱情歌的利器。

大脸庞下面的喉囊会唱歌，也会发出声音。以此告诉其他的雄性红毛猩猩切勿靠近自己。如果两个公猩猩都喜欢上了一个对象，那就只有死斗一场了。

大脸的雄性红毛猩猩，拍摄于天津动物园

小脸的雌性红毛猩猩，拍摄于天津动物园

我们熟悉的国宝大熊猫也是圆脸且具有短的吻部，脸上附着有大量用于咬的肌肉，但是它们的圆脸和短小的吻部主要不是用来对付肉类，而是咬断坚硬的竹子。

大熊猫头骨，拍摄于西宁野生动物园

狗其实是灰狼的亚种，当然很多品种的狗，例如小个子的约克夏犬，北京犬，法国斗牛犬等，相比于野生亲族面目全非——它们的口鼻部分变得很短，看着也是短圆脸。这当然不是为了加强咬合力，而是人为一代又一代选育的结果。

这样的选育也给狗的健康带来不少麻烦，例如口鼻部分变短带来了鼻腔也变短，这就导致呼吸道的相关疾病成了这些品种狗的心腹大患，也缩短了它们的平均寿命。

短小脸部的家犬，拍摄于天津市

圆脸法国斗牛犬，图源bulldogs.netlify.app

所以，动物演化的“大圆脸”还真不是同样的原因，这背后也藏着关于生物演化的绝佳秘密。

END

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公众号动物博览科普文章猫脸圆，狗脸长，竟是因捕猎习性不同？
《大猫和它们的化石亲戚》
维基百科参考内容