第一批哺乳动物的进化

问问街上的普通人,他或她可能会猜到,第一批哺乳动物直到6500万年前恐龙灭绝后才出现,而且,最后一批恐龙进化成了第一批哺乳动物。然而,事实却大不相同。事实上,第一批哺乳动物是在三叠纪末由一种名为兽脚类(哺乳类爬行动物)的脊椎动物群进化而来的,在整个中生代都与恐龙共存。但这个民间故事的一部分有一点道理。直到恐龙灭绝之后,哺乳动物才得以进化,超越它们微小、颤抖、像老鼠一样的形态,成为当今世界上广泛存在...

问问街上的普通人,他或她可能会猜到,第一批哺乳动物直到6500万年前恐龙灭绝后才出现,而且,最后一批恐龙进化成了第一批哺乳动物。然而,事实却大不相同。事实上,第一批哺乳动物是在三叠纪末由一种名为兽脚类(哺乳类爬行动物)的脊椎动物群进化而来的,在整个中生代都与恐龙共存。但这个民间故事的一部分有一点道理。直到恐龙灭绝之后,哺乳动物才得以进化,超越它们微小、颤抖、像老鼠一样的形态,成为当今世界上广泛存在的特化物种。

Illustration of Megazostrodon

揭穿流行的误解

这些关于中生代哺乳动物的普遍误解很容易解释。科学上讲,恐龙往往非常非常大,而早期哺乳动物往往非常非常小。除了一些例外,第一批哺乳动物是微小的,无害的生物,很少超过几英寸长,几盎司的体重,与现代鼩犬相当。由于它们的低姿态,这些难看的生物可以以昆虫和小型爬行动物为食(它们的体型更大)​猛禽和霸王龙往往忽视了这一点),它们还可以匆忙爬上树或挖洞,以避免被较大的鸟足类和蜥脚类动物踩踏。

第一批哺乳动物

在讨论第一批哺乳动物是如何进化的之前,先定义哺乳动物与其他动物,特别是爬行动物的区别是很有帮助的。雌性哺乳动物拥有产奶的乳腺,用它来哺育幼崽。所有哺乳动物至少在生命周期的某个阶段都有毛发,而且都具有温血(吸热)代谢。关于化石记录,古生物学家可以通过其头骨和颈部骨骼的形状以及哺乳动物内耳中两块小骨头的存在(在爬行动物中,这些骨头构成颌骨的一部分)来区分祖先哺乳动物和祖先爬行动物。

三叠纪末

如上所述,第一批哺乳动物是在三叠纪末期从兽脚类动物群进化而来的,兽脚类动物是在二叠纪早期出现的“类哺乳动物爬行动物”,并产生了令人惊异的类哺乳动物的动物,如Thrinaxodon和Cynognathus。到侏罗纪中期灭绝时,一些兽脚类已经进化出原始哺乳动物的特征(皮毛、冷鼻子、温血代谢,甚至可能是活的出生),这些特征在中生代晚期的后代中得到了进一步的阐述。

从兽脚类到哺乳动物

正如你所能想象的,古生物学家很难区分最后一种高度进化的兽脚类动物和第一种新进化的哺乳动物。晚三叠世的脊椎动物,如Eozostrodon、Megazostrodon和Sinoconodon,似乎是兽脚亚纲动物和哺乳动物之间的中间“缺失环节”,甚至在早侏罗世时期,寡足类动物拥有爬行动物的耳朵和颌骨,同时还表现出其他任何迹象(鼠状牙齿,哺乳幼崽的习惯)作为一种哺乳动物。如果这似乎令人困惑,请记住,现代鸭嘴兽被归类为哺乳动物,即使它产下爬行动物的软壳蛋,而不是生下活的幼兽!

第一批哺乳动物的生活方式

中生代哺乳动物最独特的地方是它们有多小。尽管他们的一些兽脚类祖先的体型相当大。例如,二叠纪晚期的比亚尔莫苏库斯大约有一只大狗那么大。很少有早期哺乳动物比老鼠大,原因很简单:恐龙已经成为地球上占主导地位的陆生动物。

对第一批哺乳动物开放的唯一生态位包括a)以植物、昆虫和小蜥蜴为食,b)夜间狩猎(当捕食性恐龙不太活跃时),以及c)生活在高处的树木或地下洞穴中。早白垩世的Eomaia和晚白垩世的Cimolestes在这方面相当典型。

不同特征

这并不是说所有早期哺乳动物都追求相同的生活方式。例如,北美的水果教授拥有尖尖的鼻子和鼹鼠般的爪子,用来挖掘昆虫。而且,侏罗纪晚期的卡斯特罗考达是为半海洋生活而建造的,它有着长长的海狸般的尾巴和水动力手臂和腿。也许与中生代哺乳动物基本体型图最显著的偏差是雷帕诺玛斯,一种三英尺长、25磅重的食肉动物,是已知唯一以恐龙为食的哺乳动物(发现了雷帕诺玛斯化石标本,其腹部有鹦鹉螺龙的残骸)。

家谱中的分裂

最近,古生物学家发现了哺乳动物家谱中第一次重要分裂的决定性化石证据,即胎盘和有袋哺乳动物之间的分裂。从技术上讲,晚三叠世时期第一种类似有袋动物的哺乳动物被称为变形虫。正是从这些进化而来的,后来发展成胎盘哺乳动物。“侏罗纪母亲”Juramaia的模式标本可追溯到约1.6亿年前,并证明了梅塔瑟里亚/欧瑟里亚分裂至少比科学家先前估计的时间早3500万年。

核冬天效应

具有讽刺意味的是,在中生代帮助哺乳动物保持低调的相同特征也让它们得以在灭绝恐龙的K/T灭绝事件中幸存下来。我们现在知道,6500万年前那次巨大的流星撞击产生了一种“核冬天”,摧毁了维持食草动物恐龙生存的大部分植被,而食草动物恐龙本身也维持着捕食它们的食肉恐龙。由于体型小,早期哺乳动物可以靠少得多的食物生存,它们的皮毛(以及温血的新陈代谢)帮助它们在全球气温骤降的时代保持温暖。

新生代

随着恐龙的消失,新生代是趋同进化中的一堂实物课:哺乳动物可以自由地辐射到开放的生态环境中,在许多情况下呈现出恐龙祖先的一般“形状”。正如你们可能已经注意到的,长颈鹿在体型上与腕龙等古代蜥脚类动物惊人地相似,而其他哺乳动物的大型动物群也追求类似的进化路径。最重要的是,从我们的角度来看,早期的灵长类动物,如炼狱,可以自由繁殖,形成了进化树的分支,最终导致了现代人类的诞生。

  • 发表于 2021-09-09 11:45
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  • 分类:生物

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