哺乳动物是如何产生的?1.25亿年前,生活在中国的这些动物是关键中心的鼹鼠,人类将目光投向地球以外的栖息地。
这些在外貌、体型、生活习性上都相差甚远的动物被称为哺乳动物。人类与鲸鱼、蝙蝠、裸鼹鼠之间的基因差距比我们想象的要小得多。因为所有哺乳动物都有血缘关系。
图:蓝鲸
哺乳动物现在分布在世界各地,在地球上有着绝对的统治地位。然而,与任何时代的“统治者”一样,哺乳动物的成就也不是一蹴而就的。
那么,哺乳动物是如何一步步夺取地球“统治权”的呢?
图:Morgania
盘古大陆的分离
已知最古老的可能被认为是哺乳动物的化石是Morganosaurs,它们的体型非常小-比起鼩鼱更小,生活在2.1亿年前或更长时间。
Morganosaurus被归类为Morganodonta,它只是当时出现的几种不同的哺乳动物谱系之一,而今天所有的哺乳动物,包括我们人类,都是当时幸存下来的一个谱系的后代。
在1960年代后期,出现的证据表明地球的陆地曾经是巨大大陆的集合-被称为盘古大陆。
盘古大陆,来源:FamaClamosa大约2.25亿年前,盘古大陆开始分裂为北部大陆——被称为的劳亚大陆,以及南部大陆——被称为冈瓦纳的.
虽然哺乳动物的祖先和其他动物一样是分开独立发展的,但很多研究者认为,幸存下来的是北劳亚大陆的早期哺乳动物。
这些幸存者在随后的日子里,随着大陆之间的陆桥断断续续地向南迁徙,直到今天它们都分布在澳大利亚和南极洲。
然而,在哺乳动物的祖先开始他们的征程之前,他们在陆地上有一个史诗般的竞争对手,那就是恐龙。
在摩根兽时代,以及之后的一亿年,陆地上的恐龙占据绝对优势。在恐龙的打压下,哺乳动物的生活并不尽如人意。
另外,当时的海洋也充满了危险。巨型鲨鱼和海洋爬行动物在周围游来游去,进化成陆地的哺乳动物根本没有机会进入大海。
因此,当时哺乳动物的体型基本没有超过猫科动物的体型,而且大多以草食性为主。
然而,众所周知,大约6500万年前,一颗小行星撞击地球,恐龙时代结束,气候变化让小动物更容易生存。
毫无疑问,哺乳动物是这颗小行星引发的变化的受益者,但与很多人可能认为的不同,哺乳动物并没有在6500万年后崛起。
其实在此之前,哺乳动物现有的显性特征已经进化,现存的28个哺乳动物目中至少有18个出现在恐龙灭绝前。
所以,应该说小行星只是帮助哺乳动物扫清障碍,让它们更快接管地球,而不是主要原因。
若要讨论哺乳动物是如何出现的,只能从哺乳动物现存的显性特征出现的时间和方式说起。
恒温身体和骨骼变化!
在恐龙时代,动物们就已经开始尝试在恒温下生存。恐龙的体温可能与今天的鸟类相似,而不是像其他爬行动物那样冷血。
恒温对动物来说会有一些不利,比如它们需要更多的食物来维持体温,但对于陆地动物来说,优势显然更加明显,它们的生存可以不受环境的限制。
最早在陆地上进化的哺乳动物的祖先显然继承了这个优势。这是他们未来崛起的基本因素。甚至可以说是体温恒定,哺乳动物在陆地上的生存就已经有了保障。
在接下来的亿万年里,哺乳动物在巨型爬行动物的压力下,头骨发生了变化。
Morgan的头骨和下颚,来源:Hemiauch
Morgan最重要的特征是一个小的下颌骨,这是现代哺乳动物与爬行动物分离的形态。
爬行动物的下巴是由几块骨头组成的,而哺乳动物的下巴是融合在一起的,这使得哺乳动物下巴的其他部分向后迁移,成为中耳的小骨头——耳骨,从而使哺乳动物的听力更好.
同时伴随着摩根兽下颌骨的改造,有了牙齿,这是哺乳动物改良的又一重大创新。
摩根的上下臼齿相互连接,这使得它们能够将食物剁碎,让食物释放出更多的热量和营养,这是爬行动物做不到的。
其实无论是耳骨还是牙齿,这些特征的演化很可能是因为当时哺乳动物生存不易。更好的听力可能是为了避开强大的爬行动物,而更高的食物利用率可能是因为它们获得的食物非常有限。
不过,颚骨融合和耳骨分离最重要的作用不是让牙齿和听力变好,而是让哺乳动物的头骨向两侧扩张,后方,使哺乳动物能够发育出更大的大脑使我们更聪明。
优秀的妈妈:胎盘出现了!
相对于其他动物,哺乳动物绝对是最好的妈妈,所有的雌性哺乳动物都对自己的后代非常负责。
他们不是随意生下幼崽,而是让幼崽在子宫内长期发育,让幼崽从出生那一刻起就能更好地面对危机。
即使幼崽出生后,它们也不会不管,而是会长期哺乳,直到幼崽足够强壮。
为了延续基因,动物有两个选择:他们要么关注后代的出生率,要么关注存活率。
哺乳动物最早的谱系可能有多种选择,很难确定哪个选择更好,但现在只剩下一个选择——那就是尽量保证后代的存活率。
为了保住存活率,哺乳动物发生了巨大的变化,而这些变化的目的往往是为了尽可能让幼崽留在自己身边。
图:鸭嘴兽有古老的乳腺,但没有RT
第一个变化是乳腺的出现。科学家认为,乳腺起源于毛发根部的汗腺,汗腺和乳腺都产生水、盐和蛋白质,这些都是新生儿生存所必需的,也很容易被利用。
虽然乳腺可以很好的照顾幼崽,但是哺乳类最关键的绝招不是乳腺,而是胎盘,
除了哺乳类动物没有其他动物可以把胚胎留在体内很长一段时间,因为胚胎对母亲来说是异物——毕竟它的一半基因来自父亲,会受到免疫系统的攻击。
古代胎盘化石,来源:Franzen/Sencke
但胎盘可以将发育中的胎儿与母亲的免疫系统隔离开来,从而更好地利用母亲的营养。
其实并不是所有的哺乳动物都有胎盘。袋鼠有袋动物没有胎盘。他们只能让胎儿早点出生,放在小袋里。
这构成了一个关键的限制,因为有袋动物很早就发展出前肢以便能够爬进育儿袋。
来源:法兰克福动物园
我们可以想象,如果所有的动物都需要最先发育出发达的前肢,它们会是什么样子呢?
答案很简单,它们永远不会有翅膀可以飞,鳍状肢可以在水中游泳,以及所有其他灵活的专门前肢。
因此,胎盘的出现,已经意味着母乳喂养未来将面临越来越复杂的生境。
2002年,中国辽宁发现最古老的胎盘动物化石,并将其命名为始祖。从命名上不难发现,它是一种有胎盘的哺乳动物——准确来说是已知最早的真兽祖先。
图:原始人的化石
原始人的化石至少可以追溯到1.25亿年前。如果说更聪明的大脑在2.1亿年前就注定了,那么更多样化的大脑可能在1.25亿年前就已经呈现了。
如果恐龙真的没有灭绝,或许假以时日,更“高级”的哺乳动物也可以取而代之。
只是恐龙的灭绝确实加速了哺乳动物的崛起。在恐龙灭绝后的短短27万年里,哺乳动物迅速发展,在世界各地占据着完全不同的栖息地,其中一些物种的体型也发生了变化,变得越来越大。
图:花树猿
最后
上世纪末,中国古人类学家在溧阳县上黄镇(现已升格为县级市)发现了一系列古哺乳动物化石——包括4种高等灵长类动物,并将其中一种命名为Esculussinensis。
所谓黎明猿,是因为古生物学家认为这是黎明前的黎明。它的化石可以追溯到4500万年前,比任何已知的类人猿化石都要古老。
这些四肢灵活、大脑发达的类人猿,为哺乳动物开启了未来的新篇章。
本文核心内容主要来自《国家地理》杂志:哺乳动物的崛起。里克·戈尔
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