捕食者特化对犬科动物颅骨形态和功能的影响

摘要 在肉食目成员中，颅骨的形状变化广泛，但推动形状差异进化的因素仍不明确。提高咬合力、咬合速度或颅骨强度的选择可能都会影响颅骨形态。我们使用线性形态计量学和有限元（FE）分析，调查了食性多样的犬科（Canidae）中颅骨形态与功能之间的关系，这些分析模拟了在捕食和杀死猎物时作用于颅骨的内外部力量。与之前基于FE的研究相比，我们比较了使用一种新开发的方法构建的模型，该方法消除了体型影响，并突出了形状与性能之间的关系。犬科动物的颅骨形状根据饮食而变化，不同的选择性力量显然驱动了这些表型的进化。小猎物特化的犬类长而窄的下颌似乎反映了选择快速闭合下颌的倾向，代价是咬合力。泛食性动物具有中等的下颌尺寸，产生适中的咬合力，但它们的颅骨强度 comparable to 小猎物特化类动物。捕食大猎物的犬类具有短而宽的下颌，产生最大的咬合力，并拥有非常强的颅骨。我们的FE模拟表明，大型猎物特化动物的颅骨惊人的强度反映了它们抵抗在与大型猎物抗争过程中可能遭遇的外部负荷的额外能力。