挑戰：兩位研究員打算開展一項重大項目，專注研究現已滅絕的袋狼。但是，要想展開精準的研究，他們必須找到一種輕松、無創的數字捕獲方式，為幾十種不同物種、幾百只動物頭骨完成亞毫米級三維掃描。

解決方案：Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Studio

效果：帶上輕便的Artec Space Spider，兩位研究員走訪了全球各地的博物館。每份標本只需幾分鐘的時間，即可完成掃描，不用接觸，沒有損壞風險。通過這種方式，他們掃描了57種食肉動物，共計223份頭骨，從而得以完成這項新穎的研究，揭示了袋狼特殊的進化史。

由于外表神似，袋狼被稱為塔斯馬尼亞“狼”，但事實上，他們并不是狼。不過，由于相似度太高，包括科學家在內的幾乎所有人都想當然地認為袋狼的進化軌跡和狼非常相近。

但有一個進化生物學專家小組卻不這么認為。他們走遍全球，希望能找到這個神秘物種真實的進化路徑。

蒙納士大學研究員Douglass Rovinsky博士和Justin W. Adams博士帶上他們的埃太科三維掃描儀，走訪了全球各家博物館和高校博物館，掃描了不同物種的數百件標本，用于這項大規模研究，這項研究將告訴世人，袋狼和狼究竟是否出現了趨同進化。

趨同進化

在生物學中，趨同進化就是指源自不同祖先的獨立物種，為了適應了相似的生活和生態環境，而演化出相近的身體構造和生理功能。

換言之，如果兩類物種出現了趨同進化，它們可能表現出實際并不存在的遺傳關系。

趨同進化的物種：

烏龜和蝸牛：兩類物種都進化出了堅硬的外殼，來保護自己不受捕食者的傷害，但是烏龜屬于爬行動物（如蜥蜴、蛇），而蝸牛屬于軟體動物（如船蛆、蛤蜊、章魚）。

魷魚和鳳頭鸚鵡：雖然一個水里游，一個天上飛，但它們都進化出了堅硬的喙，用來撕碎獵物。這樣一來，魷魚就可以享用深海蟹，鳳頭鸚鵡就能咀嚼花生或緩緩移動的昆蟲。

一個多世紀以來，大多數研究人員都想當然地認為袋狼身形酷似犬類，因此一定在進化學上接近狼，而且它不像其他人類發現并描述的有袋類動物。

先前無數的研究都帶有這樣先入為主的假設，對于“袋狼就是帶袋的狼”的觀點，鮮有學者提出質疑。

從體重看趨同進化

神奇的袋狼一個世紀前突然滅絕，而大眾對袋狼先入為主的認知又十分普遍，于是Rovinsky和Adams決定對袋狼的進化過程進行系統研究，試圖精準且完整地勾勒出袋狼形象，還原袋狼過去的生活方式。

Adams解釋道：“不幸的是，在袋狼還未消失的時候，沒有人為其記錄過基本的自然歷史數據，比如體重、飲食偏好、捕食策略、運動習慣、棲息地偏好等等。沒有這些細節信息，我們甚至無法了解袋狼究竟是一種什么樣的生物。”

在過去的研究中，Rovinsky和Adams發現袋狼的平均體重和過去研究中假設并使用的數據有明顯不同。在最新研究中，他們深入研究并分析了袋狼和其他物種在顱骨形狀、飲食、相對獵物大小等三方面的相似度。

本研究全面探討了各項指標，清楚地表明，并沒有任何依據可以認為袋狼的頭骨外形和狼出現了趨同進化，同樣地，袋狼也不會表現出相似的進食習慣或進化趨勢。

相反，Rovinsky和Adams確認，袋狼表現出了和多種犬類趨同的進化軌跡，如非洲豺（Lupulella adusta、Lupulella mesomelas），以及一些南美狐趨同的軌跡，如潘帕斯狐（Lycalopex gymnocercus）和鬃狼（Chrysocyon brachyurus）。

三維掃描：顱骨數據采集 

重疊頭骨：在Artec Studio中，灰狼（藍）、袋狼（粉）、犬科明顯趨同的物種群體（綠）頭骨外形重疊在一起，就能明顯看到它們的差異。趨同組的外形來源于四種不同的犬科動物，即鬃狼、黑背豺、側紋豺和河狐。

這類絕跡不久的罕見物種標本館藏地都有嚴格的限制，不便接觸這些標本，因此，為精準測量并研究標本的頭骨形狀，他們必須找到一種亞毫米級精度的無創數據捕獲方式。

Rovinsky回憶道：“當時我們只能借用特定的幾件展品，館長非常不希望卡尺等手動測量工具劃傷或損傷這些標本，更不用說手動操作還要多次調整標本位置了。在標本上留下任何印記或標記都是不可接受的。” 

Artec Space Spider

這也是他們為項目挑選三維掃描儀的關鍵所在。Artec Space Spider是一款質量輕便的手持式彩色三維掃描儀，每秒捕獲速度高達一百萬點，精度達0.05毫米（人類頭發直徑）。憑借這款產品，Rovinsky和Adams在短短幾分鐘內就采集了頭骨數據。

在談到Space Spider和古生物學測量中傳統卡尺和標尺的區別時，Adam說道：“袋狼以及其他滅絕物種都不是一個二維平面形象。”

他進一步解釋道：“如果我們用二維測量方式來描繪生物體的外形，那我們永遠無法獲得生物形態為適應特定環境而產生的微妙變化。這也是Space Spider掃描儀對項目研究如此重要的原因。”

最終，他們共掃描了來自57種食肉動物的223個頭骨標本，包括袋狼、鬣狗、麝貓、貓鼬、袋鼬、馬島長尾貍貓、狗、浣熊等。

研究流程涉及了大量物種，以確保數據集和整套分析都不失偏頗。

從進化角度來看，除袋狼外，研究其他食肉有袋動物，如袋鼬，以及其他小型食肉動物，如黃鼠狼、麝貓、貓鼬，都是不能缺的。

隨后，掃描數據在Artec Studio軟件中被轉換為3D模型，并導出至例如Geomagic Studio等軟件，對所選物種的3D頭骨外形進行量化分析。

從掃描到數據集分析 

掃描后，3D幾何形態測量（外形）的分析需要在每份3D顱骨表面做好381處解剖標記。

這些標記可精準識別不同顱骨間的外形特點，加上量化分析，即可幫助研究人員解決與形狀、形態相關的諸多問題。

結論與新發現

曾有研究者研究過袋狼的咬合強度，并提出了袋狼飲食生態學的疑問，本次分析結果與趨同測試能較好地回答這些問題。

袋狼不是為對抗大型動物而生。要能打敗大型動物，它們必須要有強大的下頜，但事實證明，它們沒有這樣的下頜。

撕裂大型哺乳動物需要像狼一樣相當可觀的咬合力，但袋狼的顱骨結構十分精細，根本不可能做到。

另一方面，袋狼和非洲豺、美洲狐的趨同進化得到了數據的支持，但并未支持它們和土狼、紅狐間趨同進化的猜測。

但是，正如Rovinsky和Adams在研究中所強調的那樣，袋狼可能與適應獵捕小型獵物的犬科動物存在趨同進化，但它們兩者仍然不同。

這些研究結果，結合過去對袋狼的解剖研究，進一步表明袋狼確實是一種獨*的種類。

袋狼是一種有著獨*進化史的物種，可以追溯到2300多萬年前的漸新世時代，它們既不是“有袋類狼”，也不是“有袋類虎”，更不是“有袋類豺狼”。

用Rovinsky的話說，“袋狼在人類的捕殺下從地球上銷聲匿跡，至少我們可以把它們最終應得的尊重還給它們。”

探索過去，勇往無前

研究人員未來還將進行后續研究，關注袋狼的下頜（下顎），以揭示其與捕食行為更緊密的關系。

其他研究內容還包括袋狼的肘部和腳部，盡可能清晰地了解袋狼的運動模式和捕獵方式。

Rovinsky補充道：“我們對袋狼仍有很多未知。我希望今后有人繼續研究袋狼趨同進化的身體特征，這有助于我們完善對這一消失物種的認識。”