形態特徵
最有名的
劍齒虎是
更新世刃齒虎屬(Smilodon,很多不標準的科普節目和書籍將它翻譯成劍齒虎),劍齒最發達。它是北美和南美的一種短腿的大型
貓科動物,比現代獅粗大得多。巨大的上
犬齒長達20公分,可能是用來刺擊
乳齒象之類的大型草食動物。斯劍虎屬的下述幾種身體適應性變化使人推想到可能存在這樣的狩獵技能︰
顱骨能以附著強健的頸目肌調節以利低頭動作;下犬齒退化;齶能張開到約90°角,使上犬齒能不受限制地活動。臼齒形成剪刀狀,而無磨研表面的痕跡。這一屬許多成員的骨頭曾在
加利福尼亞、
洛杉磯拉布雷亞(La Brea)
大牧場的瀝青坑裡找到,顯然是劍齒動物捕食大型草食動物時兩者同時陷入瀝青。
刃齒虎屬的祖先
巨頦虎屬,是
上新世到
中更新世時的中等大小劍齒貓科動物。狹義科學上真正的
劍齒虎指的是短劍劍齒虎屬(Machairodus),可以直接被稱作劍齒虎。是一類劍齒較短的劍齒虎亞科成員,體型較刃齒虎小,不是很有名氣。
棲息地
普遍認為劍齒虎亞科都是生活在因冰河時期造成的寒冷地區。當中一些更確定它們生活在下雪的地方,而劍齒虎亞科的歷史可追溯至溫暖氣候的
漸新世,它們的多樣化一同與生物體系成長。它們最終於1萬年前才滅絕。
獵食技巧
劍齒虎亞科怎樣獵食一直備受爭議。原先認為它們是以其
犬齒直接咬死獵物,但是其牙齒卻很易碎,對於大型的獵物會很易破壞牙齒,並影響獵食。一些科學家認為它們是以其牙齒割開大型動物的腹部,待獵物失血而死亡。當劍齒虎亞科獵食大型的
有蹄動物時,它們的牙齒可以同時咬破動脈及靜脈。它們的獵食方法卻仍然會傷害牙齒,但卻比前者有較低的風險。若劍齒虎亞科會表現自己,它們可能會征服該獵物才施以致命的一擊。
演化
中新世出現了
副劍齒虎,後來的
劍齒虎一直生活到距今100萬年前的
更新世。是大型貓科動物進化中的一個旁支,生活在距今300 萬~1.5 萬年前的更新世——
全新世時期,與進化中的人類祖先共同渡過了近300 萬年的時間。
刃齒虎的體形大約與現代虎差不多,但是它的上
犬齒卻比起現代虎的犬齒大得多,甚至比
野豬雄獸的獠牙還要大,如同兩柄倒插的短劍一般。食肉類動物的犬齒作為捕食獵物的一種殺傷武器,正常的情況應該是上下犬齒平均發展,在攻擊時能夠上下相合,就可以咬死獵物。但是劍齒虎的上犬齒演化得如此巨大,而下犬齒又相對退化,根本不成比例,所以可能是專門用來對付象類等大型的厚皮食草類動物的。如此特殊而長大的犬齒,只需一對就可戮入獵物身體的深處,並且可以儘量地擴大傷口,造成獵物的大量出血而死亡。與此相適應,
劍齒虎的頭骨和頭部的某些肌肉也相應地發生變化,以便口可以張得更大,使下頜與頭骨能形成90度以上的角度,這樣才能充分有效地發揮這對劍齒的作用。但是,這種極端特化的發展,顯然也有其不利的一面,即大大縮小對環境和獵物的適應面,隨著
更新世時期各種大型厚皮
食草動物的絕滅,使得不善於快速奔跑的劍齒虎也逐漸無所用其長,競爭不過那些比較靈活的並且全面發展的一般食肉類動物,也隨著它的獵物走向了滅絕。代之而興的就是後來出現的現代虎以及其他大型食肉類動物。
另外南美洲還曾經出現過與劍齒虎亞科
趨同進化的
袋劍齒虎,但和
劍齒虎沒有任何關係,袋劍齒虎的體型不是很大,其中最大的種(Thylacosmilus atrox)身長約1.5米,體重最多只有110公斤多一些,相當於
蘇門答臘虎的大小,是
袋狼的4倍。雖不夠高大,但它們卻擁有壯實的身體,尤其是前肢。它們最引人注目的地方無疑是頭部——兩顆長達15厘米的劍齒深深埋入上頜,幾乎與頭頂處在同一水平面上;下頜則向下伸出了巨大的護葉。這樣的護葉雖有利於保護突出的劍齒,但同時也增加了骨折、感染的危險,而且還造成頭部變重,一定程度上影響了行動的靈活性。
劍齒虎經常被誤認為是長著
獠牙的獅子,其實兩者大不相同。劍齒虎的體重與現代獅子相當。它的後腿和尾巴非常短小,更像是一隻體格健壯的灰熊。成年
劍齒虎體重約200公斤重,其
犬齒最長可達17厘米,以大型哺乳動物為食。在洛杉磯市區的拉布里亞農場是世界上最不尋常的化石遺址之一。這個地方雖然並不大,但卻已經出土了400多萬件標本,小到齧齒動物,大到
長毛象。不過,拉布里亞以發掘一種特定動物———
致命刃齒虎而聞名。這裡已先後復原了兩千多隻,使刃齒虎成為最為人所知的史前貓科動物。
劍齒虎笨重身軀表明,它是個孤獨的伏擊殺手。劍齒虎最引人注意的就是它的一對
獠牙,它是如何利用它們捕殺獵物的,對此,人們卻知之甚少。要想找到答案必須觀察它的肌肉結構。通過比較附著在
美洲豹頭骨上的咬合肌,得知劍齒虎的撕咬能力相當驚人。
滅絕
一百多萬年前,一直占據統治地位的劍齒虎亞科突然卻不得不面對滅絕的危險。拉布里亞
瀝青坑的化石顯示,那場災難威脅到了許多物種。許多動物都和它們一樣遭到了滅頂之災。 碳-14年代測定結果顯示,當時剛好是上一個冰河時代末期。在漫長的10萬年里,地球上的氣溫要比現在低5到10攝氏度。但是一萬一千年前,全球氣候卻開始變暖。在
亞利桑那州的
索諾拉沙漠,古植物學家朱利奧·貝坦科找到了有力的證據,揭示了
劍齒虎統治時期的氣候狀況,以及導致災難發生的巨大變化。
滅絕原因
美國洛杉磯有一個
瀝青湖,完整保存了數以百計的
致命刃齒虎的屍體,為研究劍齒虎亞科動物提供了大量的材料。劍齒虎亞科肯定絕滅了,它們和原始人類共同生活過,據專家研究,劍齒虎亞科的滅絕,也有原始人類的力量,掌握石器的人類祖先,已經可以和
劍齒虎對抗了。
劍齒虎是大型貓科動物進化中的一個旁支,生活在距今300萬~1.5萬年前的
更新世——
全新世時期,與進化中的人類祖先共同渡過了近300萬年的時間。
劍齒虎的捕獵對象是大型的
食草動物,如象、
犀牛等,由於這些動物的皮既韌又厚,因此它的
犬齒就必須很尖很長才能刺穿肌膚。我們可以想像出它的獵食經過:它長時間耐心地潛伏在獵物必經之路的草叢中,待獵物走近時猛地大吼一聲,後腿用力一蹬,整個身體竄了出來,前爪高高豎起,爪尖伸出,猶如一支支短鉤,張開巨口,撲在獵物身上,用全身的重量將兩把匕首般的牙齒刺穿厚皮,深深地插進被害動物的肌體中。由於牙齒太長不易拔出,
劍齒虎便牢牢咬住不鬆口,疼痛使得受害者拚命掙扎,可這樣,前爪和牙齒造成的創口就越大,流的血也越來越多,很短的時間就氣絕身亡了,劍齒虎便可以享受一頓美餐了。劍齒虎在當時是獸中之王,“大王”對小型動物不屑一顧,也沒有練出捕殺小動物的本領,可誰知以後它卻敗在這些小動物手裡。
劍齒虎生長的時代,正處於第四紀冰川時期,氣候寒冷,大型
食草動物靠長毛和厚皮來抵禦嚴冬,它們行動遲緩、笨拙,容易被捕殺。但在2萬年以前,
冰期結束了,氣候轉暖,出現了植物生長旺季,隨後食植物的動物也大量繁殖起來,可是那些耐寒冷的大型食草動物,不能適應氣候的變化,只有向北遷移,可
北極圈中並無充足的草原,便因飢餓紛紛死亡了。以捕食它們為生的
劍齒虎失去了食源,再想回過頭來捕殺小動物或馬、鹿等大動物,身體已像恐龍那樣完全定型了,既不夠敏捷,奔跑起來又沒有速度,更由於祖先的狩獵技術有了極大的提高,發明了弓箭,利用火攻,在與它爭奪獵物中往往取勝,甚至連它也被殺掉成為獵物,可以說世界之大卻沒有它的立足之地,只能隨著大型厚皮動物的滅絕而滅絕了。因為滅絕的時間離現代非常近,只要它再堅持一下,就可以在動物園中看到它了,但它卻是永遠的滅絕了,不會再現了。
實際上到了中
更新世,劍齒虎亞科已經有衰亡的跡象,到了
晚更新世盛行的種類只有刃齒虎了,鋸齒虎雖然綿延到晚更新世,但一直處於較邊緣的位置。
與乳齒象的滅絕的關係
劍齒虎的滅絕與
乳齒象的滅絕緊密相關。
上新世晚期
歐亞大陸這種大型象形動物逐步滅絕,劍齒動物也隨之滅絕了。北美和南美因為乳齒象存在於整個
更新世,劍齒動物也得以繼續存在到更新世末期。劍齒動物是高度特化的貓科動物,至少自
漸新世以後便形成一個與現代貓科動物的進化完全不同的進化系。一些早期類型地位不明,不同權威將其分別列為真劍齒亞科、假劍齒亞科(Nimravinae)或
貓亞科(Felinae)。其中之一,
北美洲漸新世的Dinictis屬有相當發達的劍形齒,但沒有真劍齒亞科的其他特化性狀。有人認為Dinictis屬動物屬於發展至貓亞科的進化系。
現存狀況
現代老虎獅子是大型貓科動物發展的主支,獅子老虎都是相當強大的動物,自從進化出現之後始終就把劍齒虎亞科動物壓在它們下面,可能出乎我們的想像,
更新世冰河時代最大的貓科動物不是劍齒虎亞科成員,而是一些巨型獅子。它們在劍齒貓科動物繁盛期就已十分強大,出現過不少大於劍齒貓科動物的物種,如歐洲
洞獅,
美洲擬獅,
巨虎等,會游泳、爬樹,在
劍齒虎絕滅之前,隨著
食草動物的大型化也大型化起來,它們更是如魚得水,但身體的敏捷與速度一直勝於獵物,只是身體重了,上樹不便了,不過在草原也不需要爬樹。僅管沒有半尺長的
犬齒,但在技巧上比昔日的“大哥”高明得多,襲擊獵物時專找要害部位下口,不是咬斷被害者的喉嚨就是腿部的盤腱,而且現在的動物(除
犀牛外)也沒有很厚的皮膚,也不需要太長的牙齒。現代的狸貓動物,按體形的大小所捕食的獵物是有分工的:獅子、老虎捕殺
野牛、
角馬等,
豹子捕殺豬、羊,
猞猁食兔子,貓捉老鼠,而且體形越小食性越雜,體形大的食性卻單一。這樣就比較危險,萬一再出現一次全球性的災難事件,獅子、老虎等大型狸貓科動物會不會像
劍齒虎那樣,因食源的絕滅而絕滅呢?不會的,因為有了人,人是有能力挽救它們的。其實對獅子、老虎來說,它們最大的天敵不是自然災害而是人,如果人不注意保護它們,那它們必將很快地滅絕。90年代中國
東北虎瀕臨滅絕就說明了這個問題。