蝙蝠的脸像达尔文雀，但更奇怪，展现出惊人的适应能力

蝙蝠的形态和大小千差万别，是所有哺乳动物中变化最大的物种之一，其中最著名的是新大陆叶鼻蝙蝠。这些生物在拍照时往往看起来昏昏欲睡、慈祥和蔼，鼻子上有角状附属物，被称为鼻叶，它们会改变蝙蝠鼻腔回声定位的叫声。但不同物种之间的相似性大多到此为止。

有些蝙蝠的鼻叶又短又宽，而有些则像独角兽一样向上突出。有些蝙蝠的脸是扁平的、肉质的，而有些则有优雅的长鼻子；有些蝙蝠的眼睛是小圆眼睛，有些则是大杏仁眼；有些蝙蝠的下巴是圆圆的、笑眯眯的，而有些蝙蝠的脸像斗牛犬，或者像在一场比赛中惨败的拳击手一样皱巴巴的。

它们的尺寸从大约一英寸半到大约六英寸长不等，它们进化到可以吃大自然提供的一切：昆虫、水果、花蜜、花粉、青蛙、其他蝙蝠，以及最著名的血液。

它们为哺乳动物的适应性辐射提供了很好的例证——就像加拉帕戈斯群岛的达尔文雀一样，它们多样的喙为自然选择提供了美丽的视角。但达尔文当时没有 CT 扫描和 CAD 软件。

生物学家 Betsy Dumont 确实有这个能力，她正在利用这个能力来揭示蝙蝠爆发性辐射所涉及的进化压力。在一篇新论文中，她和她的同事将工程分析与进化相结合，阐明了机械优势（基本上是蝙蝠的咀嚼能力）如何成为自然选择的目标。从猫和狗的角度来思考这个问题会有所帮助：脸较长的狗有快速的下颚，但它们的机械优势低于脸短、咬合力超强的猫。

杜蒙特和其他科学家用雾网捕捉蝙蝠，这种网就像雨林中两根柱子上挂着的薄薄的排球网。生物学家小心翼翼地捡起被困住的蝙蝠，让它们咬住一个小玩意儿——“这并不难，”杜蒙特保证道——以测量它们咀嚼的力量。

“它们很小——最大的有 100 克，而我们正在寻找重达 60 或 70 克的，”杜蒙特解释道。“但它们的咬合力仍然很强，因为它们有锋利的牙齿。”

在这项研究中，研究小组希望弄清楚，这些看起来疯狂的蝙蝠脸和头形的进化背后是否有生物力学因素。他们希望建立工程模型，模拟进化树上任何蝙蝠以及任何可能存在的蝙蝠（即使不存在）的压力（就结构可以承受的压力而言）和机械优势。他们首先对蝙蝠进行 CT 扫描，然后对其进行变形，创建任何可能的下颌长度或宽度的模型。然后，生物学家可以在这些模型中找到压力和机械优势的数值。

“在某种程度上，这两者之间存在着一种权衡。以花蜜为食的动物的脸非常长，它们的机械优势很差，但它们也承受着很大的压力。另一方面，脸超短的动物咬合力极强，但也承受着一定的压力，”杜蒙特说。“大多数物种都处于中间位置。”

事实证明，自然选择偏爱三种基本形状的蝙蝠：长而瘦、短而宽，以及杜蒙特所说的“介于两者之间”。脸短而宽的蝙蝠擅长吃非常硬的水果，比如野生无花果。细长的鼻子非常适合深花，因为花蜜就在那里。当然还有一种例外：吸血蝙蝠，它们有点“很奇怪”。

“它们具有相对较高的机械优势，属于中间群体，可能比主要群体压力更大，结构更不健全，”杜蒙特说。她补充说，研究它们也很难：“当你抓到它们时，它们很凶猛。它们知道自己的武器是什么，”她说。“它们假装自己被困在网里，然后用那些可怕的牙齿向你猛扑过来。”

除了异常的吸血鬼外，研究结果表明，在蝙蝠面部的进化过程中，机械优势比结构强度更重要。弄清哪些生物力学动作受到选择，有助于解释蝙蝠为何拥有如此无穷无尽的美丽形态。

参考文献：《机械优势选择是新大陆叶鼻蝙蝠多重颅骨优化的基础》。《进化》，2014 年；DOI：10.1111/evo.12358