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持续300多年的谜题 牙齿、爪子、犄角、鸟嘴为何都长成尖锐模样

2021-05-30阿利斯泰尔埃文斯

科学大众(中学) 2021年12期

阿利斯泰尔?埃文斯

走兽的牙、飞禽的喙、牛羊的犄角、豪猪的棘刺、植物的芒刺......这些结构都有一个共同点,那便是尖锐。那么,这一共同点有无更深层的进化学逻辑呢?

近期,澳大利亚蒙纳士大学的研究团队发现了生物共有的尖锐结构的相似之处,并表示此发现有望帮助我们预测包括人类在内的动物可能如何进化。此项新研究的第一作者阿利斯泰尔·埃文斯撰文介绍了自己团队的工作成果,并发表了评论。以下为埃文斯文章的部分编译内容。

爪牙的幂级联

我对自然界里的生长规律着迷。多年来,我一直在尝试概括出一个牙齿生长的模式。在观察数百颗牙齿并测量了它们的长宽变化规律后,我们确定了一个简单的数学公式用于描述牙齿形状。

这个公式便是幂律——牙齿的长和宽呈幂律关系。换句话说,它俩的对数是线性关系。我们在研究地震的规模、动物的灭绝率和股票市场的变化时,都可以看到幂律。

我们将关于牙齿的新幂律命名为“幂级联”,它描述了牙齿的表面形态如何沿着特定模式发展。我们观察了巨型鲨鱼、霸王龙、猛犸象和人类的牙齿,结果发现它们都符合幂级联的模式。

更令人惊讶的是,爪子、蹄子、犄角、蜘蛛的尖牙、蜗牛的壳以及鸟类和恐龙的喙都可用幂级联来描述,甚至连墨尔本博物馆里三角龙骨架的3个角也不例外。

这些结构之所以能被套入相同的形状模式,或许是因为它们大多执行差不多的任务。……

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