问题

为什么猫和老虎长得那么像?

回答
猫科动物之所以如此相似,是因为它们都属于同一个科——猫科 (Felidae)。这是一个非常古老且成功的动物类群,经过数百万年的演化,它们在解剖结构、生理机能、行为模式等方面都保留了许多共同的特征,以适应它们作为顶级掠食者的生活方式。

我们可以从以下几个方面来详细解释猫和老虎为何长得如此像:

一、 共有的祖先和共同的演化路径:

猫科的起源: 所有现存的猫科动物,从最小的家猫到最大的老虎,都起源于一个共同的祖先。这个祖先生活在大约 2500 万到 3000 万年前的中新世。
适应捕猎生活: 这个共同祖先就已经具备了许多猫科动物的标志性特征,这些特征是它们在野外生存和捕猎的关键。随着时间的推移,这个祖先的后代逐渐分化,演化出不同的物种,以适应不同的环境和猎物。但它们的核心“捕猎者蓝图”却被保留了下来。
趋同演化(Convergence Evolution) vs. 同源演化(Divergent Evolution): 值得注意的是,猫和老虎的相似性主要是同源演化的结果,即它们共享一个共同的祖先,并在各自的演化路径上保留了祖先的特征,但同时也在适应特定环境时产生了差异。虽然某些生活在相似环境中的非猫科动物也可能演化出相似的特征(趋同演化),但猫科动物之间的相似性是根植于它们共同的血缘关系。

二、 相似的解剖结构和身体特征:

这些特征是猫科动物为了高效捕猎而共同演化出来的:

1. 身体形态:
流线型身体: 猫和老虎都拥有强壮、灵活且流线型的身体,这使得它们能够快速奔跑、跳跃和进行敏捷的动作,以追捕和伏击猎物。
强大的四肢: 前肢通常比后肢略短但更强壮,后肢则更长、更有力,提供强大的弹跳力和爆发力。
爪子: 这是猫科动物最显著的特征之一。它们都拥有可伸缩的爪子(除了猎豹,其爪子部分不可收缩,以便于奔跑时提供更好的抓地力)。这些爪子非常锋利,是用来抓住和撕裂猎物的关键武器。在不捕猎时,爪子可以收回,以保持锋利并减少磨损。
脚掌: 它们都有柔软而有缓冲作用的脚垫,这使得它们在行走时更加安静,有利于悄悄地接近猎物。脚掌上的肉垫也提供了一定的摩擦力。

2. 头部和感官:
头部比例: 头部通常呈圆形或略长,比例适中,方便观察周围环境。
眼睛: 它们都有大而向前倾的眼睛,这提供了出色的立体视觉,能够准确判断猎物的距离和速度。它们在夜间视力也非常好,因为它们的眼睛中有大量的视杆细胞,并且眼睛后方有一层反光膜(称为绒幕),能够将进入眼睛的光线再次反射到视网膜上,从而在微弱的光线下也能看清物体。瞳孔的形状也很有趣,它们可以根据光线的强弱进行扩张和收缩,家猫的瞳孔在强光下会变成一条细缝,而大型猫科动物(如老虎)的瞳孔则是圆形的。
耳朵: 它们都有灵敏的耳朵,能够独立转动以捕捉不同方向的声音,帮助定位猎物的位置,即使猎物藏在灌木丛中。耳廓的形状也便于收集声音。
胡须 (Vibrissae): 这些粗长的毛发是高度敏感的触觉器官,能够帮助它们在黑暗中感知周围的物体,判断狭窄的空间是否能通过,甚至还能感知气流的变化。

3. 牙齿结构:
尖锐的犬齿: 它们都有非常发达且尖锐的犬齿,用于刺穿和固定猎物。
剪切状的裂齿 (Carnassial teeth): 它们都有特别大的、类似剪刀的裂齿(上颌的第四前臼齿和下颌的第一臼齿),这些牙齿非常适合撕裂和切割肉类。
较小的臼齿: 用于研磨骨头和少量植物(如果猎物中有)。

4. 消化系统:
纯肉食性: 猫科动物都是严格的肉食动物,它们的消化系统高度适应于消化肉类,肠道相对较短,以确保快速消化和吸收营养。

三、 相似的行为模式:

尽管体型差异巨大,但猫和老虎在很多捕猎和社交行为上表现出惊人的相似性:

伏击捕猎: 它们都是伏击型捕食者。它们会利用自身的隐蔽性、耐力和突然的爆发力来接近猎物,然后在最后时刻发动迅猛的攻击。
狩猎技巧: 它们都会悄悄地潜行、藏匿,然后以极快的速度冲刺,用爪子抓住猎物,并用牙齿咬住猎物的喉咙或颈部以杀死它。
领地意识: 大多数猫科动物都有很强的领地意识,会通过标记(如尿液、粪便、抓痕)来划定自己的势力范围。
清洁习惯: 它们都非常注重清洁,会花费大量时间舔舐和梳理自己的毛发,这有助于去除寄生虫、保持毛发整洁,并在捕猎时减少体味。
玩耍行为: 尤其是幼年时期,它们都会通过玩耍来练习狩猎技巧,这包括追逐、扑咬、躲藏等。

四、 基因的相似性:

基因组学证据: 现代基因组学研究也证实了猫科动物的亲缘关系。通过比较不同猫科动物的 DNA 序列,科学家们能够精确地描绘出它们的演化关系图谱,并发现它们在基因层面上共享许多相似的基因,这些基因负责控制各种身体结构和生理功能的发育。

总结来说,猫和老虎长得像,根本原因在于它们共享同一个古老的祖先,并且在漫长的演化过程中,共同保留并发展了许多为了适应捕猎生活而产生的关键特征。 这些特征使得它们成为高效的掠食者,无论是在结构上还是行为上,都展现出高度的相似性,仿佛是同一套“捕猎者设计图”在不同规模上的实现。家猫可以看作是小型化的、经过驯化的、适应与人类共居的老虎。

网友意见

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我咨询了 @青檀 并结合文献阅读后的推测是:

猫科(Felidae)作为演化较快的一个科,虽然体型大小与生境(Habitat,赖以生存的生态环境)分化了,但在占据不同生态位的过程中,其伏击——跟踪——短距离爆发猎捕的捕食模式在不同生境中的适应度都很高,不同体型、高度分化的猫科动物在生活区域内没有实力相差悬殊的竞争者,在自己的层级上生态位牢固,捕食逻辑没有什么大的变化。

因此,它们在生理结构、行为模式上,有着诸多相似性。

憨态可掬的家猫、身材修长的薮猫、威猛慑人的狮子都是——猫科动物。

为了便于潜行和藏匿在意想不到的位置,它们都拥有灵活如水的身体和四肢;

为了便于潜行和尾随猎物,它们都拥有柔软的趾垫;

为了能够在发动突袭后将猎物一击毙命,它们都拥有粗壮的腭弓和的发达的矢状脊以供更多的腭部肌肉附着;

为了更好地在夜里奇袭猎物,它们的眼睛中都拥有数量是人类6-8倍的视杆细胞(只能感受弱光、无法辨别颜色)和适应光线变化快速放大缩小的瞳孔;

为了减少两顿不稳定进食间的能量消耗,猫科动物普遍每天睡10小时以上,并且采取了醒1份时间睡3份时间醒1份时间睡3份时间的醒睡循环(Sleep-wake cycle);

因为不可知的原因,它们感受甜味的Tas1r2基因自古便失效了,无法品尝淀粉香甜的它们离植食越来越远,成了不折不扣的超级肉食者(Hypercarnivores)...

但是,反直觉的是,猫科动物是高度特化的

食肉目下,犬型亚目和猫型亚目平分天下,犬科和猫科是二者的主力。

一部分学者认为两科动物采取了不同适应环境的策略,犬科选择了更为通用的体型和生理结构来降低适应新环境的容错率,猫科则高度特化某一性状使自己在生境中拥有最强的适应性。

作为捕食者,猫科动物是顶级的存在。

也正因如此,在被人类选择前,犬科下属动物体型差距没有猫科那么大(黑足猫3斤--西伯利亚虎600斤),同重量级的犬科动物也被四肢更强壮的猫科动物暴打,因此猫科动物占据更高生态位。

进化树上,猫科动物的进化程度也高于犬科动物。

云豹舍弃了陆地转向树冠层生存、狞猫一蹦可达3米、奔向水体的渔猫则生出了蹼状的爪子、虎仅凭掌击就能拍断猎物脖子、猎豹的时速能达到112km/h...

至于家猫...家猫在与人类相处过程中产生了281条基因变化,适应了人类习惯用食物作为奖励的套路,变得更加容易亲近和被驯服...

激进的进化策略使得猫占据了更高的生态位,但自然也有其代价:

生态易感性强,更容易因环境改变而灭绝

短跑冠军猎豹已经预定为下一个灭绝的大型猫科动物,其栖息地紧缩为原来的9%,在亚洲,大概有不超过50头的亚洲猎豹个体正在近亲繁殖。

现今地表最快的生物,以后大概率只会出现在历史课本中。

引用睡醒再补吧,一点多了,诸位晚安。

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猫科之所以这么像,主要是进化时间太短再加上扩散速度的问题。

其实题主陷入了一个逻辑怪圈,两孩子为什么这么像,还真是因为同一个父母,背后深层次是基因源头的一致性或者说基因的高度相似。同样,猫科虽然是人定义的,但是猫科在基因上是聚在一起的,所以才像。

就像你和鱼之所以不像,是因为你和鱼的进化距离太远了,而这个进化距离本质上是因为你们的基因变异太大了,基因决定性状,自然性状也差异很大了(这部分知识放在文末)。

说说猫和老虎像是的缘故

1,分离时间太短

猫科动物从祖先到出现猫科,其实时间并不是特别长,尽管祖先在1800万年前,而大部分猫科,可能是百万年,比如狮子/老虎/豹出现大概是300万年前。300万年前看起来很长,在进化上,基本上是不值一提,甚至绝大多数猫科是100万年规模。

因为进化上的基本单位就是百万年(M),很多时候俩物种轻轻松松就能差个几百、几千万年。

而进化时间太短,就决定性状变异不会特别大

2,快速扩散

这个问题主要是针对生殖隔离的。生殖隔离中一个重要的环节就是地理隔离,比如秦岭大熊猫和四川大熊猫就是地理隔离。

猫科动物的快速扩散,也导致他们可以进行频繁的基因交流,比如直到今天,老虎和狮子也可以基因交流。


下面来说说进化问题。

估计你也看到类似的这种图

当然,也有更加细微的这种图

但是这种图不是人类随便定义的,而是依靠基因来计算出来的,也就是常说的分子钟

某一蛋白在不同物种间的取代数与所研究物种间的分歧时间接近正线性关系,进而将分子水平的这种恒速变异称为“分子钟”。

这种计算既包括了基因,也包括了化石证据,最后才推算出了一些分子钟(当然是存在一个上下波动)

正因为如此, 我们才可以通过检测动物的基因来计算其进化上的时间。

而进化距离越近,基因相似度越高,自然就越像了,不懂的话,可以去想想亲子鉴定中str那个亲权指数是如何来的。

而猫科动物,在基因上是呈现聚类的,因此猫和老虎很像。

当然,猫和老虎是不同的属,所以还是有不小的差异,比如典型的是体型差异巨大,而像老虎所属的豹属,体型就基本差不多了。

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