猫咪这么可爱又柔弱的动物是如何在弱肉强食的进化史上幸存的?

图片:Pixabay / CC0

哈哈,这个问题非常不错,我很喜欢。

不过首先要纠正一个错误概念。并不是只有强食才能生存下来的。活下来还有一种方法,那就是繁殖能力强。我们来看一下翻车鲀,翻车鲀运动能力大概是这个地球上最差的了,作为一条鱼,运动方式主要是靠漂流。。。不过还好翻车鲀是繁殖能力最强的鱼类,一次可以产卵三亿颗,存活率是百万分之一。这也保证了我们能够经常见到翻车鲀那生疏的游泳姿势。

骗子翻车鲀 2017 才被发现,这是 130 年以来又一次发现新的翻车鲀物种,距离第一个翻车鲀种被发现已经过去了 300 年。然后它就被生物学家报复性起了一个奇怪的名字。

好了,回来讲到我们的猫咪。现在我们已经了解了一些基础的生物进化知识,生物生存下来不仅是要强就可以。还需要强大的繁殖能力。这一点猫咪还是挺强的,8-12 个月左右就可以生育,妊娠期只有 65 天左右,一年能生两次,每次可以产下 3-5 只甚至更多。反例可以参考胖达,战斗力很强但是繁殖能力太弱了。

猫的繁殖能力可能比不上老鼠,但是跟人类等生物相比那就强太多了。所以不要担心猫的生存能力,老鼠生殖效率更快也是因为不仅仅会被猫咪吃掉,还有很多其他生物也会捕食老鼠,如果繁殖太慢老鼠就被吃光了。这也符合生态学中低能量层级更擅长繁殖的理论。

好了,现在开始进行严肃科普。

猫是被人类驯化的动物,在埃及法老的那些雕塑里我们可以看到猫的影子。

不过 2004 年发表在science上的研究[1]表明猫在 9500 年前就进入了人类社会。而狗是三万年前被驯化的,科学家也因此解释为什么猫并不像狗那样跟人类非常亲近。诸位铲屎官应该要怪老祖宗为什么没有早点认识猫主子。哈哈

这个发现把人类与猫的相识记录提前了 5500 年,在这之前人们一般认为是公元前 2000 年左右埃及人驯化了猫。人们在埃及遗迹中发现了非常多的猫乃伊[2]

研究人员对猫的驯化知之甚少,并且关于家猫(Felis silvestris)是否真正是家畜的争论也很激烈,虽然家猫的行为和解剖结构明显不同于野生亲属。我们不知道古代猫的历史。我们不知道它们的起源,也不知道它们是如何扩散的。

法国进化遗传学家伊娃·玛丽亚·盖格(Eva-Maria Geigl)的团队基于这些见解,分析了欧洲、中东和非洲 30 多个考古遗址中 209 只猫遗体中的线粒体 DNA。样品的历史从中石器时代(农业出现之前的那个时期,当时人类以狩猎和采集为生)直到 18 世纪。

他们发现猫的种群数量出现过两次大规模的增长。拥有特殊线粒体基因的中东野猫种群首先在地中海东部的早期农耕文明中繁衍开来。Geigl 表示这些农耕文明储存的粮食会吸引来许多啮齿类动物(如老鼠),进而就会吸引野猫的到来。人们在意识到猫的好处之后,可能就开始了对猫的驯化。这就解释了塞浦路斯为何会发现猫的遗迹。

4500 年后,起源于古埃及的猫种群迅速在欧亚大陆和非洲大陆繁衍开来。在公元前 4 世纪到公元 4 世纪的时间内生活在保加利亚、土耳其和撒哈拉沙漠以南的猫与埃及猫乃伊携带有相同的线粒体 DNA。Geigl 团队发现,在公元 8 到 11 世纪的德国北部维京人遗址中也发现了携带有相同母系遗传 DNA 的猫种系。Geigl 解释说,远洋航海的水手可能会依靠猫来防范鼠害。

像所有永不休止的猫狗大战一样,这位 Geigl 女士也对研究狗的科学家颇有微词。以下是她的原话。

“We can do it, too,We just need money.”

因为在这个会议上有科学家宣布会对 1000 条狗进行基因检测。让她有点羡慕嫉妒恨。

2014 年也有一篇依靠 DNA 分析来对猫做的研究[3],比较了家猫和野猫(非流浪猫,而是科学意义上的野生猫)的基因。科学家发现,家猫与野猫在一组控制神经元发展的基因组上有很大不同,这也能解释家猫为什么比较温顺,同时与野猫相比,家猫头骨与躯干的比例更小。而且耳朵也软趴趴的。这说明人类的驯化也在家猫的进化的方向上起到了选择的作用。甚至 2016 年韩国人发表在 nature 上的研究[4]表明饮食也可以影响猫的演化方向。

那么 9500 年之前猫在与人类农耕文明一起进化之前是怎样进化的呢?

在这一点上科学家的研究并不是很充分,在北美大陆甚至存在一个 cat gap[5]。这个可以翻译为猫间隔,具体解释就是在 250 万年前——1850 万年前的这个阶段,在北美没有发现过任何猫类动物的化石,这也形成了一个谜团。为后来的研究造成了一些很大的麻烦,大家很难合理解释这个现象。

不过科学家能确定的事情还是有的

猫科动物的祖先黑豹[6]最早出现在大约 1080 万年前的东南亚。在对猫进行 DNA 研究之前,很难追踪猫科的历史,因为猫化石很少见,即便发现也很难区分。

1997 年,沃伦·约翰逊(Warren E. Johnson)和史蒂芬·奥布莱恩(Stephen J. O’Brien)对 37 种现存猫科动物进行了 DNA 分析,这使他们可以将当今的猫科动物分为 8 个血统。

大约 640 万年前,狮子,豹子,美洲虎,老虎等最早出现。现代家猫的祖先是大约 340 万年前出现的。在 9500 年前的近东地区首次驯养了一种小型野猫,也就是本文第二张图。

随着海平面的上升和下降,猫迁移到新大陆并形成了新物种。据估计,大约在 900 万年前,猫就从亚洲通过连接西伯利亚和阿拉斯加的白令陆桥迁移到了北美。后来,部分美国猫科动物返回亚洲。随着每次迁徙,猫进一步进化,并变成越来越多的大小和类型不同的猫科动物。根据 DNA 和化石证据,Johnnson-O’Brien 团队能够证明在过去的 1000 万年中,猫至少发生了 10 次洲际迁移,并且这些猫得以在全世界繁衍。

由于缺少化石证据,现在科学界一般这样描述猫的进化,所有食肉动物,包括猫,都是从肉齿目演化而来,这些肉齿目出现在 3300-6600 万年左右。

现在的猫,生存技能还是非常强的。对环境的适应能力非常强加上不错的繁殖能力,在进化史上继续生存下去也不会是太大的问题。虽然家猫已经与人类共同进化了接近一万年。

猫的身体(尤其是脸部)上方有数十个可移动的胡须(触须)。它们通过直接触摸物体或通过感应气流来提供有关间隙宽度和物体在黑暗中位置的信息;猫须还会触发保护性眨眼反射,以保护眼睛免受伤害。

同时猫的嗅觉也很灵敏,嗅觉能力是人的两倍。听力比人和狗都要强,人和狗只能听到 9 个八度,而猫可以听到 10.5 个八度。更不要提猫的夜视能力了,夜间的猫眼非常惹人注意。

家猫味觉没有人类丰富,而且尝不到甜味。但是对于酸味(蛋白质中的氨基酸)、咸味和苦味有反应。舌头上有倒钩,有助于清洁和进食。

大家非常了解的猫爪就不介绍了,每个铲屎官应该都有深刻的认识。

最后介绍一下猫的平衡能力,众所周知猫的平衡能力非常强,有一个叫做猫翻正反射[7]的现象,描述的是猫从高处落下每次都会脚掌着地,这种能力开始出现在 3-4 周龄,并在 6-7 周龄完善。猫之所以能够做到这一点,是因为它们具有异常灵活的骨架,并且没有功能性锁骨。大多数猫进行此操作所需的最小高度约为 30 厘米。与我们认为的相反,没有尾巴的猫也具有这种能力,因为猫通常会移动其后腿并依靠保持角动量来着陆,而尾巴实际上很少用于这一举动。

美国空军在失重状态下测试过猫的平衡能力,结果显示猫在失重状态下是不能做出翻正反射的。

猫的翻正反射是一个非常复杂的物理现象,在物理学上曾经引发了极大的争论。我在另外一个提问写下了详细的分析,具体原理参照这个链接。

猫从高处落下,为什么总能四脚着地?

猫的生存能力还是挺强的,在它的生态位上,加上诸位铲屎官的努力,在进化里是没有问题的。

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