蝙蝠的形状和大小多种多样，在所有哺乳动物中表现出最广泛的差异——尤其是新大陆叶鼻蝠。这些生物，在拍照时常常显得昏昏欲睡、慈祥可亲，它们的鼻子上有角状附属物，这是它们区别于其他蝙蝠的特征。这些被称为鼻叶，它们能够改变蝙蝠的鼻部回声定位叫声。但物种之间的相似性到此基本就结束了。
有些鼻叶短而宽，有些则像独角兽一样向上伸展。有些蝙蝠脸部扁平肉感，而有些则拥有优雅的长吻；有些眼睛小而圆，而有些则拥有大大的杏仁状眼睛；有些拥有圆圆的、看起来像在微笑的下颚，而另一些则拥有斗牛犬般的愁苦面容，或者像刚打输的拳击手一样瘪着的脸。
它们的体型从大约一英寸半到大约六英寸长不等，它们进化出以自然界提供的一切为食的能力：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辐射提供了绝佳的范例——就像加拉帕戈斯群岛的达尔文雀一样，它们多样的喙为我们提供了观察自然选择的绝佳视角。但达尔文当时并没有 CT 扫描和 CAD 软件。
生物学家 Betsy Dumont 拥有这些工具，并正在利用它们来揭示蝙蝠爆炸性辐射背后的进化压力。在一篇新论文中，她和她的同事们结合了工程分析和进化论，来阐述机械优势（基本上是蝙蝠的咀嚼能力）是如何成为自然选择的目标的。可以这样来理解：狗的脸比较长，下颚工作速度快，但它们的机械优势低于猫，猫的脸比较短，咬合力非常强。
Dumont 和其他科学家使用薄如蝉翼的捕网（像绑在雨林两根杆子上的排球网）捕捉蝙蝠。生物学家小心翼翼地取出被困住的蝙蝠，让它们咬一个小装置——“这并不难，”Dumont 保证说——来测量它们咀嚼的力度。
“它们很小——最大的只有 100 克，而我们研究的体型在 60 或 70 克左右，”Dumont 解释说。“但它们仍然能咬得非常用力，因为它们有锋利的牙齿。”
在这项研究中，研究小组想弄清楚哪些生物力学因素（如果有的话）是造成这些蝙蝠外形奇特、头骨形状怪异的进化原因。他们想构建工程模型，模拟任何一种进化树上的蝙蝠，甚至是任何可能存在的、但实际上不存在的蝙蝠的应力（指结构能承受的力）和机械优势。他们从蝙蝠的 CT 扫描图开始，在此基础上进行变形，创建出任何可能的下颚长度或宽度的模型。然后，生物学家可以从这些模型中找到应力和机械优势的数值。
“在某种程度上，这两者之间存在权衡。以花蜜为食的蝙蝠脸部非常长，它们的机械优势很差，但同时它们的受力也很大。在另一个极端，脸部非常短的动物具有出色的咬合力，但它们的受力也相对较大，”Dumont 说。“大部分物种都处于中间的‘甜蜜点’。”
事实证明，自然选择倾向于三种基本的蝙蝠形状：长而细、短而宽，以及“介于两者之间”，正如 Dumont 所说。短而宽的蝙蝠脸部专门用于食用非常坚硬的水果，如野无花果。长而细长的吻则能很好地伸入深层花朵，以获取花蜜。当然，还有一个例外：吸血蝙蝠，它们可以说是“有点奇怪”。
“它们的机械优势相对较高，属于介于两者之间的类型，可能比主要群体受到的应力稍大，结构稳定性稍差，”Dumont 说。她补充说，它们也很难研究：“它们很凶猛，当你抓住它们时。它们知道自己的武器是什么，”她说。“它们会假装被困在网上，然后用它们可怕的牙齿扑向你。”
除了吸血蝙蝠这个例外，研究结果表明，在这些蝙蝠脸部的进化过程中，机械优势比结构强度更重要。而弄清楚哪些生物力学行为受到选择，则有助于解释为什么蝙蝠拥有如此丰富、美丽的形式。
参考文献：Selection for Mechanical Advantage Underlies Multiple Cranial Optima in New World Leaf-Nosed Bats. Evolution, 2014; DOI: 10.1111/evo.12358
