藍藍的天上白云飄，白云下面袋鼠跳。這大約就是袋鼠國澳大利亞的根本國情了。袋鼠能夠算是全國際最眾所周知的澳洲代言“人”。國徽上是它，國航上是它，統轄范圍內的人類出去踢個球都會被冠名“袋鼠軍團”。還有一群頻頻出鏡的袋鼠網紅。

 袋鼠Roger，袋鼠界的巨石強森，沒事喜愛徒手揉鐵桶的國際性網紅。（圖片來歷：https：//www.abc.net.au/news/2018-12-10/roger-the-ripped-kangaroo-dies/10599312）

或許Roger的臉是咱們最為了解的一種袋鼠臉。

人類有露臉、圓臉、方臉、鵝蛋臉、鞋拔子臉，那么袋鼠是不是就這一種臉型呢？

筆者常常覺得自己的臉這么圓必定是由于自己太機敏（這應該是全文僅有一句沒有科學依據的話，但不接受辯駁，且強行過渡到本文主題），假如袋鼠的臉型也不止一種，那么不同臉型又是受什么影響的呢？

經典理論以為，哺乳動物的臉長遭到體型巨細的影響即異速成長現象（Allometry）。跟著體型的增大，臉長會呈現不等份額地增大；但從生物力學視點的研討發現，食物的軟硬或許也會影響到哺乳動物的臉長。

近來，英國聞名學術期刊《Proceedings of the Royal Society B》宣布了一篇名為《The biomechanics of foraging determines face length among kangaroos and their relatives》的研討論文。

文中，澳大利亞新英格蘭大學的Rex Mitchell等研討者對收藏于澳大利亞博物館、昆士蘭博物館和新英格蘭大學天然歷史博物館的16種袋鼠、236件標本進行CT掃描重建后，進行了三維幾許形狀丈量學和生物力學剖析，測驗判別袋鼠臉長的差異主要是源于異速成長仍是食性的差異。

研討成果顯現，異速成長在某些袋鼠品種中確實對頭骨形狀具有必定的影響，而取食習性則關于各個類群的臉長有更深入廣泛的影響。簡略來說，一切都是由于吃啊。

從頭認識袋鼠：

不是一切的袋鼠都是澳洲拳王

首要，讓咱們來從頭認識一下袋鼠。

其實，并不是一切的袋鼠，都叫Kangaroo。也不是一切的袋鼠，都是澳洲拳王。

袋鼠亞目（Macropodiformes）是哺乳動物中雙門齒獸目下的成員，包含袋鼠科（Macropodidae）、鼠袋鼠科（Potoroidae）和麝袋鼠科（Hypsiprymnodontidae）。

Kangaroo往往指體型較大的袋鼠，比方紅大袋鼠Roger，Wallaby指一些體型很小的屬種，Wallaroo則是二者之間的體型中等者。它們代表了絕大多數最為人所熟識的袋鼠科成員。

尤金袋鼠（Macropus eugenii），袋鼠一族中的小心愛

由此可見，袋鼠們的體型不同其實十分大，最大的可重達90公斤，最小的缺乏1公斤。相同，不同的袋鼠之間食性不同也很大。此項最新研討中的16種袋鼠包含了最小的品種（麝袋鼠）到最大的品種（紅大袋鼠）等各種體型。這些不同的袋鼠還能夠按食性分為：吃草、吃樹葉及嫩枝、吃植物根系、吃水果、吃蘑菇（說實話我總覺得袋鼠吃蘑菇畫風有點清奇…）以及雜食。

麝袋鼠（Hypsiprymnodon moschatus），僅日子在澳洲東北部的熱帶雨林中，是國際上體型最小的袋鼠（圖片來歷：http://www.iltaw.com/animal/1118）

關于植食性哺乳動物而言，體型更小的物種會傾向于選取數目不大但養分豐厚的食物，比假如實、真菌、昆蟲、植物的根等。這些食物在物理性質上差異很大，比方根就會十分硬。體型較大的動物則會傾向于選取養分不那么豐厚但簡略許多獲取的食物，比方草，樹葉，嫩枝等，大致能夠分為兩種：一種是吃草（單子葉植物），另一種是吃葉子及嫩枝（雙子葉植物）。這些食物在物理性質上也有所差異，比方含有木質的嫩枝比草更硬一些。

比較于吃草動物，吃嫩枝的哺乳動物一般具有更短的面部，因而曾有估測或許更短的吻部（臉長）有利于取食更硬的食物。

面臨形形色色的體型和食性組合，怎么抽絲剝繭，運用先進的計算機模仿手法，研討出食性對形狀真實的影響呢？此項最新研討中憑借了三維幾許形狀丈量和有限元剖析這兩大定量剖析的法寶。

三維幾許形狀丈量

首要，研討者需求界說臉的長短。

怎么著算臉長，怎么著算臉短呢？

圖片來歷：微博@樹上的肥貓哇

研討者在袋鼠們的三維頭骨模型上定出了32個同源的標識點，使得這些點在空間上的散布就能夠定量地代表各個標本的形狀。

將臉的長短界說為吻部與顴弓所占的份額。對照著下圖看，顴弓大約是點7到點3，吻部相當于點3到點17分。

用于進行形狀剖析的標識點在頭骨上的方位暗示圖用于進行形狀剖析的標識點在頭骨上的方位暗示圖

經過將它們的空間坐標進行一系列迷之改換神之操作，在形狀空間中一同呈現了兩百多個袋鼠腦袋的形狀，經過抽出各個主成分，咱們就能夠定量地看到各個標本之間的形狀差異了。

再經過一體系迷之操作，經過對原有模型的三維變形，咱們能夠模仿出每一種形狀差異的極點狀況并將其可視化。

所以，從下圖橫縱軸兩邊的模仿極值狀況能夠看出，下圖中的橫軸（榜首主成分）代表跟著體型的變大（從左往右），頭骨顯著顯現出腦顱縮小、顴弓變寬、門齒向前延伸的改變。縱軸（第二主成分）上的值低意味著臉比較短，值高則意味著臉比較長。

主成分剖析成果圖1，不同的色彩代表不同的屬種，相同的色彩代表同一屬種中的不同個別

或許上圖中，依據屬種進行分組看起來比較暈，下圖中，依據食性進行分組后，有沒有感覺國際恍然大悟！

能夠比較顯著得看出來，吃嫩枝的臉最短，吃根的臉比較短，吃草的相對較長，吃水果和蘑菇的最長，雜食的夾在中心。

主成分剖析成果圖2。不同的色彩代表不同的食性：赤色代表吃草，綠色代表吃嫩枝，黃色代表吃根，藍色代表吃果實，紫色代表吃蘑菇，灰色代表雜食

有限元剖析

與此一同，研討者對16種袋鼠建立了有限元剖析的模型。為了猜測咬合力和量化比較每種頭骨形狀的力學功率（Mechanical efficiency），在模型上還康復了七組用于咀嚼的肌肉。

那么這些肌肉康復是拿什么做參閱的呢？

此處插播一則科學家變身電鋸狂人的驚悚新聞……

某天，袋鼠小哥Rex Mitchell正歡快地奔馳在澳洲某處的高速上，俄然發現前方路面呈現不明物體。減速接近調查后發現，這是一只不幸遭遇事故喪生的紅頸袋鼠（Macropus rufogriseus）。

紅頸袋鼠，其實是一種很心愛的小型到中型袋鼠

此處需求解釋一下，袋鼠作為澳洲高速榜首大殺手，經常會撞車形成殺敵八百自損一千的慘劇，因而澳洲高速上隨處可見前方袋鼠出沒的警示牌。筆者也不幸體會過一把時速一百碾鼠尸，實在是難以描繪的酸爽。不過一般在遇到剛被撞死的袋鼠時，咱們需求檢查一下是否還有生計期望，以及育兒袋里是否有能夠存活的袋鼠寶寶。假如有的話需求聯絡袋鼠救助安排，袋鼠寶寶們會得到及時的救助和撫育。前文中的網紅Roger就是一只媽媽不幸出了事故，在救助安排中被人類撫育長大的小寶寶。

一只在袋鼠救助站由人類進行撫育的紅大袋鼠寶寶

不好意思跑題了。總歸，袋鼠小哥Rex就這么發現了一只掛掉的袋鼠，而他正需求解剖一只袋鼠來了解它的肌肉狀況。在他把這只倒霉蛋拖到路旁邊后，發現這標本太大了無法放到自己的車上，所以按他自己的描繪，他把手伸進了這一坨血肉模糊的玩意兒里，摸到了它的腦袋地點……然后從車上取下工具箱，站在路旁邊，在青天白日眾目睽睽之下，把這只袋鼠的腦袋鋸了下來，帶回了家……

算了，究竟他家冰箱里還有一只路上撿的考拉尸身，見怪不怪了……總歸，就這樣，Rex順暢得到了標本，和搭檔一同對相應的肌肉進行了解剖，然后康復了袋鼠頭骨三維模型上的肌肉安排。

論文榜首作者Rex Mitchel在對紅頸袋鼠進行解剖（圖片來歷：Dr。 Rex Mitchell， University of New England。原創）

在對這些模型模仿施加外力后，能夠剖析比照不同模型間的咬合力和頭骨應變狀況，然后判別相應的形狀所能體現出的力學功率。

部分有限元剖析成果暗示圖。從左到右食性分別為吃蘑菇、吃根、吃嫩枝和吃草（圖片來歷：Dr。 Rex Mitchell， University of New England。原創）

暗示圖中，從左到右體型逐步增大，但食性各自不同。頭骨上亮色部分代表受力時變形大，冷色代表變形小。

比照可見，吻部越短粗，在門齒咬合時骨骼變形往往會更小，意味著它們能夠啃咬一些比較硬的食物，而不會由于太硬對自己形成損傷。

歸納它們的食性能夠發現，吃嫩枝及根系這類木質含量高、較硬的食物的袋鼠，頭骨的力學體現更好，而關于吃比較軟的食物，比假如實和蘑菇的，力學體現則較差。歸納在形狀剖析中吃嫩枝及根系的袋鼠吻部更短粗，而吃果實、蘑菇和吃草的袋鼠吻部更纖長的成果，咱們能夠推論出袋鼠頭骨形狀與食性顯著的相關性。

與此一同，各種袋鼠之間吻部形狀的差異，除了和選取的食物類別有關，還和特定的取食方法有關。

尤其是體型大的吃草的袋鼠，在它們沒有長成大高個的時分，需求吃力地去用門齒切開草料；而當它們長大成鼠今后，巨大的身段和興旺的頸部肌肉使得它們只需用門齒固定住草料，然后運用頸部的力氣進行拖曳把草拔斷即可。

這一取食方法意味著盡管草料不是很軟的食物，但成年的大型食草袋鼠并不需求很強的咬合力和鞏固的頭骨。因而它們越長大，臉一般就會拉得越長，這點在形狀剖析的成果圖中能夠顯著地看出趨勢。或許關于體型較大的袋鼠而言，增加的臉部反而會具有一些其他的優勢，比方在開闊地帶吃草時更寬廣的視界。

因而，歸納一切的剖析成果能夠發現，袋鼠亞意圖頭面部形狀受取用食物的物理性質和特定的取食行為的一同影響。

假如菜單上是一些較硬的食物，而且選用門齒切開的方法取食，那么往往會具有較短的臉部，這樣的臉部咬合力較強、頭骨變形程度較低；假如菜單上是一些較軟的食物，而且更多地運用頸部肌肉幫忙拖曳的方法取食，那么往往會具有較長的臉部，這樣的臉部咬合力較弱，頭骨變形程度較高。

 左圖為吃嫩枝的樹袋鼠，臉部較為圓滾滾；右圖為吃草的東部灰大袋鼠，臉部顯著愈加細長（圖片來歷：Dr。 Rex Mitchell， University of New England。原創）

同是備受國際友人寵愛的“吉祥物沙龍”明星成員，和咱們的滾滾比起來，袋鼠在澳洲的日子實在是放飛自我且“備受厭棄”…… 由于數量多到對生態環境現已發生要挾，政府每年會安排專門的袋鼠射手對某些繁衍過快的大型屬種進行獵殺，一同鼓舞民眾將袋鼠肉搬上餐桌。顯著，澳洲公民“欠興旺”的烹飪技能缺乏以處理袋鼠肉又柴又膻的特質，此招根本宣告失利（筆者現現已過試驗證明，袋鼠肉就算扔火鍋里也掩蓋不了它與眾不同的滋味……）。

盡管決議痛下殺手，但澳大利亞仍然盡量保證著袋鼠們的動物福利。比方只要獲取資歷，獵手才干獵殺袋鼠，像我等吃瓜大眾是不能隨意打死一只袋鼠的，當然你也是打不過的；再比方，只允許在特定的時節獵殺特定的屬種；再再比方，還規則了槍擊的方位即額前和耳區，以斷定一擊斃命直接炸毀大腦，將袋鼠逝世時的苦楚降到最低，等等等等。

究竟，鼠口眾多不是它們的差錯，很或許歐洲人抵達澳大利亞后大舉砍伐森林，形成許多林地俄然變成適合袋鼠尋食的草原，才是它們數目急劇增加的原因。但是當地生態體系卻往往無法接受如此激增且許多耗費草料的鼠口，有必要加以操控。因而，獵殺國徽上心愛的吉祥物盡管備受爭議，但仍在進行中，被描繪為“A necessary evil”。

此外，盡管整體來說澳洲鼠口遠超人口，好像無處不是它們的身影，但其實僅僅限于幾個種的許多繁衍。一些不為人所了解的袋鼠，尤其是小型的品種，往往和其他許多澳洲本鄉動物相同，正遭受著許多的生計要挾，在種群不斷縮小的邊際掙扎。

這項依據多種袋鼠的生物力學和生態習性相關性研討，有助于人們愈加深入地了解各種袋鼠的習性和相應的機制，關于擬定袋鼠的維護方案，尤其是某些數目很少難以直接觀測的屬種，具有必定的參閱指導意義。

一同，將現生袋鼠的功用和形狀相關性定量地弄清楚，意味著關于那些現已滅絕的化石袋鼠，咱們總算能夠有理有據地猜猜人家的菜單了。

 近3米高的史上最大袋鼠——已滅絕的巨型短面袋鼠（Procoptodon goliah），和它相同已滅絕的袋鼠朋友們（圖片來歷： https：//www.australiangeographic.com.au/blogs/austropalaeo/2015/12/fossil-factfile-procoptodon/）

其實袋鼠們的心里OS大約是：我臉露臉短，究竟關你們愚笨的人類什么事？？？