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  • 哺乳動物是如何崛起的(6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎)

    秋華

    從海洋中像魚類一樣生存的鯨魚,到天空中像鳥兒一樣飛翔的蝙蝠,再到地下像螞蟻一樣以一個女王為中心的裸鼴鼠,再到把目光投向地球以外的棲息地的人類。

    這些無論從長相和體型,還是生活習性上都有很大不同的動物都被稱為哺乳動物,人類和鯨魚、蝙蝠、裸鼴鼠在基因層面的差距比我們想象的要小很多,因為所有哺乳動物都有血緣關系。

    現(xiàn)在的哺乳動物分布全球,在地球上有著絕對的統(tǒng)治地位,但是和任何時代的“統(tǒng)治者”一樣,哺乳動物現(xiàn)在的成就也不是一蹴而就的。

    那么,哺乳動物是如何一步步奪取地球的“統(tǒng)治權”的呢?

    盤古大陸的分離

    目前已知最古老的、可能算是哺乳動物的化石是摩爾根獸,它們的體型很小——比鼩鼱還小一點,生活在大約2.1億年前或者更久遠。

    摩爾根獸被歸類為摩根齒綱動物,它只是當時已經出現(xiàn)的幾種不同哺乳動物譜系中的一種,包括我們人類在內,今天的所有哺乳動物都是當時幸存下來的其中一個譜系的后代。

    在20世紀60年代后期,有證據表明地球的陸地曾經是聚集在一起的巨大大陸——被稱為盤古大陸。

    大約 2.25 億年前,盤古大陸開始分裂為北部大陸——被稱為勞亞大陸,以及南部大陸——被稱為岡瓦納大陸。

    雖然哺乳動物的祖先和其它動物一樣被分離開來獨立發(fā)展,但是許多研究人員認為幸存下來的是北部勞亞大陸的早期哺乳動物。

    這些幸存者在接下去的日子里,伴隨著大陸之間的陸橋斷斷續(xù)續(xù)地向南遷徙,直到今天的澳大利亞和南極洲都所有分布。

    不過,在哺乳動物祖先開啟征途之前,它們在陸地上有一個史詩級別的競爭對手,那就是恐龍。

    在摩爾根獸的年代,以及之后的1億多年里,陸地上的恐龍有著絕對的優(yōu)勢,在恐龍的壓制下,哺乳動物過得并不如意。

    另外,當時的海洋也是充滿危機,巨型鯊魚和海洋爬行動物四處游動,作為陸地進化的哺乳動物也絕無下海的機會。

    所以,當時的哺乳動物的體型基本沒有超過貓的大小,大部分也只是植食性為主。

    然而眾所周知,在大約6500萬年前,一顆小行星撞擊了地球,恐龍的時代就此落幕,而氣候變化讓小體型的動物更容易幸存下來。

    毫無疑問,哺乳動物是這顆小行星引發(fā)的變革的受益者,但是和很多人想的可能不一樣,哺乳動物并非在6500萬年之后才崛起的。

    其實在那之前,哺乳動物現(xiàn)有的優(yōu)勢特征就已經被進化出來,而且現(xiàn)有哺乳綱28個目中至少有18個目在恐龍滅絕前就已經出現(xiàn)了。

    所以,應該說小行星只是幫助哺乳動物清除了障礙,讓它們更快地接管地球,而不是主要原因。

    如果我們要討論哺乳動物如何崛起的,那只能從哺乳動物現(xiàn)有的優(yōu)勢特征何時、以及如何出現(xiàn)的入手。

    恒溫的身體和骨骼的改變!

    在恐龍出現(xiàn)的年代里,動物們已經開始嘗試以恒定的溫度生存了,恐龍的體溫很可能和現(xiàn)在的鳥類相似,而不是像其它爬行動物那樣冷血。

    恒定的體溫對于動物而言會有一些劣勢,比如它們需要更多的食物來保持體溫,但是對于陸地動物而言,優(yōu)勢顯然更加明顯,它們的生存可以不被環(huán)境限制。

    在陸地進化的哺乳動物最早的祖先明顯繼承了這一優(yōu)勢,這個是它們將來崛起的基礎因素,甚至可以說有了恒定的體溫,哺乳動物在陸地生存已經算是有保障了

    在接下來的億萬年里,哺乳動物在巨型爬行動物的壓力下,它們頭部的骨骼發(fā)生了變化。

    摩爾根獸的頭骨和頜骨,圖源:Hemiauch

    摩爾根獸最重要的特征就是一塊小小的下顎骨,這是現(xiàn)代哺乳動物的形態(tài),并與爬行動物分離開來。

    爬行動物的下顎是由幾塊骨頭組成的,而哺乳動物的是融合在一起的,這導致哺乳動物的下顎骨的其它部分可以向后遷移,并成為中耳的小骨頭——耳骨,從而讓哺乳動物擁有更好的聽力。

    同時,伴隨摩爾根獸下顎骨改變的還有牙齒,這是哺乳動物改進的另一項重大創(chuàng)新。

    摩爾根獸的上磨牙和下磨牙相互連接,這讓它們能夠把食物切成碎片,讓食物釋放更多的卡路里和營養(yǎng),這是爬行動物所做不到的。

    其實,無論是耳骨還是牙齒,這些特征的進化大概率都是因為當時哺乳動物生存不易,更好的聽力很可能是為了躲避強大的爬行動物,而更高的食物利用率可能是因為它們得到的食物非常有限。

    然而,顎骨的融合和耳骨的分離,最重要的作用并不是讓牙齒和聽力更好,它的關鍵所在是讓哺乳動物的頭骨可以向兩側和后方擴展,從而使哺乳動物能夠發(fā)育出更大的大腦,讓我們變得更加聰明

    優(yōu)秀的母親:胎盤出現(xiàn)!

    相較于其它動物,哺乳動物絕對是最優(yōu)秀的母親,所有雌性哺乳動物都對后代十分負責。

    它們不會隨意產下幼崽,而是讓幼崽在子宮中發(fā)育很長時間,讓幼崽從出生那一刻開始就可以更好地面對危機。

    即便幼崽出生后,它們也不會不管不顧,而是會哺乳很長一段時間,直到幼崽足夠強壯。

    為了讓基因延續(xù),動物有兩種選擇:它們要么重點抓后代的出生率,要么重點抓存活率。

    哺乳動物最早的譜系中可能有多種選擇,也很難判定哪種選擇更優(yōu)秀,但是現(xiàn)在保留下來的只有一種選擇——那就是盡量保證后代的存活率。

    為了保存活率,哺乳動物做了巨大的改變,這些改變目的很多時候是把幼崽盡可能地留在自己身邊照顧。

    第一個改變就是乳腺的出現(xiàn)??茖W家認為乳腺起源于毛發(fā)根部的汗腺,汗腺和乳腺都產生水、鹽和蛋白質,所有這些都是新生兒生存所必需的,很容易被開發(fā)利用。

    雖然,有了乳腺可以很好地照顧幼崽,但是哺乳動物最關鍵的大招還不是乳腺,而是胎盤,

    除了哺乳動物外,沒有一種動物能夠將胚胎長時間地保存在體內,這是因為胚胎對于母體來說是異物——畢竟它的一半基因來自父親,會受到免疫系統(tǒng)攻擊。

    但是胎盤可以將發(fā)育中的胎兒與母親的免疫系統(tǒng)隔離開來,從而更好地利用母體的營養(yǎng)。

    其實并不是所有哺乳動物都有胎盤,袋鼠那些有袋類動物就是沒有胎盤的,他們只能讓胎兒更早出生,然后放進育兒袋中。

    這帶來一個至關重要的限制,因為有袋動物為了能夠爬進袋子里,會很早就發(fā)育出前肢。

    我們可以想象一下,如果所有動物都需要最先發(fā)育出發(fā)達的前肢,那么它們會是什么樣子呢?

    答案很簡單,它們將永遠也得不到飛上天空的翅膀,以及在水里游動的鰭狀肢,以及其它所有靈活的特化前肢。

    所以,胎盤的出現(xiàn)就已經意味著將來哺乳將面向更多,更復雜的棲息地。

    2002年,中國遼寧發(fā)現(xiàn)了最古老的胎盤動物的化石,并將其命名為始祖獸,從命名上就不難發(fā)現(xiàn),它是胎盤哺乳動物——準確地說是真獸下綱已知最早的祖先。

    始祖獸的化石最少可以追溯到1.25億年前,如果說更聰明的大腦是在2.1億年前就已經注定了,那么更加多樣化的可能在1.25億年前就已經呈現(xiàn)了。

    如果恐龍真的不滅絕的話,或許隨著時間的推移,更加“先進”的哺乳動物一樣可以取而代之。

    只是恐龍的滅絕確實加速了哺乳動物的崛起,在恐龍滅絕之后短短的27萬年時間內,哺乳動物就迅速發(fā)展,占領全球完全不同的棲息地,它們中的一些物種體型也變得越來越巨大。

    最后

    上世紀末,中國的古人類學家們在溧陽縣(現(xiàn)在升級為縣級市)上黃鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)了一系列古老的哺乳動物化石——包括4種高等靈長類動物,并把其中一種命名為中華曙猿。

    所謂曙猿,是因為古生物學家認為它是類人猿黎明前的曙光,其化石時間可以追溯到4500萬年前,比已知任何類人猿的化石都古老。

    這些擁有靈活的四肢,以及發(fā)達的大腦的類人猿在未來開啟了哺乳動物的全新篇章。