哺乳动物是非常古老的生物。我们已知最早的哺乳动物可追溯到约2.25亿年前,那时恐龙本身才刚刚登上进化舞台的白垩纪。
自然,通过化石记录,我们知道这些“可怕的爬行动物”很快便繁盛于各大洲,形态各异,体型大小不一——它们至今仍以鸟类的形式与我们同在。
早期哺乳动物的黎明
另一方面,在漫长的地质时期里,哺乳动物常常被视为进化上的“弱者”。三叠纪、侏罗纪和白垩纪的哺乳动物,按照刻板印象,是小型、捕食昆虫的生物,它们试图在黑暗中躲避恐龙。这一经典形象是错误的。
中生代哺乳动物的体型范围不如恐龙广泛;但体型并非一切。“哺乳动物仍然探索了各种各样的生活和取食方式,”布里斯托大学古生物学家帕梅拉·吉尔(Pamela Gill)说。这包括在水中游泳和在树木间滑翔。
一点一滴,一具一具化石,古生物学家逐渐认识到,哺乳动物是令人难以置信的多样化生物,它们拥有自己古老的成功故事。在小行星撞击之前,哺乳动物在凶猛的恐龙爪牙下勉强生存的古老传说已经站不住脚了。
一大群哺乳动物与恐龙一同繁盛,其中一些甚至以幼年恐龙为食。“我们所认为的哺乳动物时代,即白垩纪末期之后,仅仅是哺乳动物进化史的三分之一。在此之前还有大约2亿年的时间,”吉尔说。古生物学家还在不断发掘那些更早、更关键的篇章。
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最早哺乳动物的特征
在继续之前,值得注意的是,在化石记录中,什么被认为是哺乳动物,什么又是“接近哺乳动物”,可能有点棘手。古生物学家通常将哺乳动物视为所有现存哺乳动物的最后共同祖先——包括鸭嘴兽等卵生动物——及其后代。
这些哺乳动物与一些近亲一起生活,这些近亲在我们看来非常像哺乳动物,但技术上被归类为哺乳形类(mammaliaforms),或者是进化树上比经典哺乳动物稍微更古老的一个分支。然而,撇开这些技术性不谈,哺乳动物和哺乳形类在中生代都发展得很好。
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中生代哺乳动物
中生代是一个极其漫长的时期,见证了无数物种的兴衰。中生代哺乳动物有时与我们想象的有所不同。最早的哺乳动物之一是鼠大小的*摩根齿兽*(*Morganucodon*),它看起来有点像鼩鼱。
摩根齿兽
尽管外观熟悉,“*摩根齿兽*尚未获得哺乳动物调节体温的生理机制,即我们所说的恒温性或温血性,”吉尔说。
相反,*摩根齿兽*拥有更缓慢、更接近爬行动物的生理机能,这使它们能够存活长达14年——比今天同等体型的老鼠长七倍。吉尔指出,当时,*摩根齿兽*可能能够利用休眠期度过严酷的冬季或不利条件,让这些早期哺乳动物在较少的资源下生存。直到后来,哺乳动物才与温血动物划上等号。
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古代哺乳动物的新发现
虽然速度不及恐龙,但古生物学家每年仍然在描述新的哺乳动物物种。
微齿兽
例如,在2022年初,专家描述了一种来自中国的古老侏罗纪哺乳动物,技术上称为哺乳形类。这种生物被命名为*微齿兽*(*Microdocodon*),其保存的微小喉骨(称为舌骨)有助于哺乳。这一发现表明,哺乳能力在今天哺乳动物的最后共同祖先出现之前就已经进化出来了。
其他发现也支持了这一观点,例如研究表明,一种被称为多瘤齿兽(multituberculates)的类似松鼠的哺乳动物拥有与我们近亲相似的生活史,幼崽会短暂地靠母乳喂养,然后独立生活。考虑到多瘤齿兽存在了1亿多年,其中大部分时间是在恐龙盛行的年代,它们的成功不言而喻。
原颌兽
这还远远不够。中生代哺乳动物的名单还包括拥有海狸状尾巴、在古代湖泊中追逐鱼类的生物,侏罗纪时期的飞鼠状生物,以及利用强壮前肢撕开白蚁巢穴的哺乳动物,甚至有一种类似獾的物种——*原颌兽*(*Repenomamus*)——在其肠道内容物中发现了幼年恐龙骨骼。
通过游泳、滑翔、攀爬和挖掘,哺乳动物常常拓展了恐龙未能涉足的生态位,这无疑得益于哺乳动物牙齿的巨大可变性。
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趋同进化与牙齿的发育
与我们一样,大多数哺乳动物和哺乳形类都拥有多样的牙齿工具。门牙用于啃咬和抓握,犬齿用于刺穿,以及用于切割、研磨或三种功能兼具的颊齿。而且哺乳动物能够咀嚼。
“早期一个非常重要的变化,也是定义哺乳动物的一个特征,就是发展出能够咬合、相互契合以高效切割食物的牙齿,”吉尔说。
相比之下,恐龙的牙齿通常在口腔中只有一种类型。捕食者有用于刺穿的牙齿,草食动物有用于研磨的牙齿,等等。但这些生物能够进化出多种多样的饮食和生活方式,这赋予了它们自三叠纪以来得以生存的灵活性。
总的来说,哺乳动物在不同时期甚至会重复一些形态,这是一种趋同进化,在历史长河中反复出现,因为哺乳动物承担着相似的生态角色。“这种趋同现象在哺乳动物中普遍存在,”布朗大学的古生物学家克里斯汀·詹尼斯(Christine Janis)说。
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灵长类动物与恐龙共存吗?
我们也是这个故事的一部分。我们自己的早期灵长类祖先生活在恐龙依然占据统治地位的时代。
普尔加托利猴
古生物学家称一种小型哺乳动物为*普尔加托利猴*(*Purgatorius*),它是已知最早的灵长类动物——其证据来自6600万年前小行星撞击前后地层中发现的一小部分骨骼和牙齿。
这种小型杂食动物会爬到*霸王龙*头顶的树上,并在非鸟恐龙灭绝后幸存下来。事实上,如果没有恐龙遍布世界,哺乳动物的进化可能就不会演化出小型、捕食昆虫并在树林中奔跑的哺乳动物——或者我们常常注意不到的许多物种。
“现代哺乳动物的平均体重不到一公斤,”詹尼斯说,这意味着“哺乳动物今天所做的,与它们在中生代所做的基本相同。”
我们的故事是相互关联的,我们现在才开始更深入地了解其中哺乳动物的部分。
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