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哺乳動(dòng)物是如何崛起的?6500萬(wàn)年前恐龍的滅絕真的至關(guān)重要嗎?

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(gè)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(wú)論從長(zhǎng)相和體型,還是生活習(xí)性上都有很大不同的動(dòng)物都被稱為哺乳動(dòng)物,人類和鯨魚、蝙蝠、裸鼴鼠在基因?qū)用娴牟罹啾任覀兿胂蟮囊『芏,因(yàn)樗胁溉閯?dòng)物都有血緣關(guān)系。

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

那么,哺乳動(dòng)物是如何一步步奪取地球的“統(tǒng)治權(quán)”的呢?

盤古大陸的分離

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

摩爾根獸被歸類為摩根齒綱動(dòng)物,它只是當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的幾種不同哺乳動(dòng)物譜系中的一種,包括我們?nèi)祟愒趦?nèi),今天的所有哺乳動(dòng)物都是當(dāng)時(shí)幸存下來(lái)的其中一個(gè)譜系的后代。

在20世紀(jì)60年代后期,有證據(jù)表明地球的陸地曾經(jīng)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(kāi)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(dòng)物的祖先和其它動(dòng)物一樣被分離開(kāi)來(lái)獨(dú)立發(fā)展,但是許多研究人員認(rèn)為幸存下來(lái)的是北部勞亞大陸的早期哺乳動(dòng)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(guò),在哺乳動(dòng)物祖先開(kāi)啟征途之前,它們?cè)陉懙厣嫌幸粋(gè)史詩(shī)級(jí)別的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(duì)的優(yōu)勢(shì),在恐龍的壓制下,哺乳動(dòng)物過(guò)得并不如意。

另外,當(dāng)時(shí)的海洋也是充滿危機(jī),巨型鯊魚和海洋爬行動(dòng)物四處游動(dòng),作為陸地進(jìn)化的哺乳動(dòng)物也絕無(wú)下海的機(jī)會(huì)。

所以,當(dāng)時(shí)的哺乳動(dòng)物的體型基本沒(méi)有超過(guò)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(wàn)年前,一顆小行星撞擊了地球,恐龍的時(shí)代就此落幕,而氣候變化讓小體型的動(dòng)物更容易幸存下來(lái)。

毫無(wú)疑問(wèn),哺乳動(dòng)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(dòng)物并非在6500萬(wàn)年之后才崛起的。

其實(shí)在那之前,哺乳動(dòng)物現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)特征就已經(jīng)被進(jìn)化出來(lái),而且現(xiàn)有哺乳綱28個(gè)目中至少有18個(gè)目在恐龍滅絕前就已經(jīng)出現(xiàn)了

所以,應(yīng)該說(shuō)小行星只是幫助哺乳動(dòng)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(dòng)物如何崛起的,那只能從哺乳動(dòng)物現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)特征何時(shí)、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(dòng)物們已經(jīng)開(kāi)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(dòng)物那樣冷血。

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

在陸地進(jìn)化的哺乳動(dòng)物最早的祖先明顯繼承了這一優(yōu)勢(shì),這個(gè)是它們將來(lái)崛起的基礎(chǔ)因素,甚至可以說(shuō)有了恒定的體溫,哺乳動(dòng)物在陸地生存已經(jīng)算是有保障了。

在接下來(lái)的億萬(wàn)年里,哺乳動(dòng)物在巨型爬行動(dòng)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(dòng)物的形態(tài),并與爬行動(dòng)物分離開(kāi)來(lái)。

爬行動(dòng)物的下顎是由幾塊骨頭組成的,而哺乳動(dòng)物的是融合在一起的,這導(dǎo)致哺乳動(dòng)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(dòng)物擁有更好的聽(tīng)力。

同時(shí),伴隨摩爾根獸下顎骨改變的還有牙齒,這是哺乳動(dòng)物改進(jìn)的另一項(xiàng)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(yíng)養(yǎng),這是爬行動(dòng)物所做不到的。

其實(shí),無(wú)論是耳骨還是牙齒,這些特征的進(jìn)化大概率都是因?yàn)楫?dāng)時(shí)哺乳動(dòng)物生存不易,更好的聽(tīng)力很可能是為了躲避強(qiáng)大的爬行動(dòng)物,而更高的食物利用率可能是因?yàn)樗鼈兊玫降氖澄锓浅S邢蕖?/p>

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(tīng)力更好,它的關(guān)鍵所在是讓哺乳動(dòng)物的頭骨可以向兩側(cè)和后方擴(kuò)展,從而使哺乳動(dòng)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(dòng)物,哺乳動(dòng)物絕對(duì)是最優(yōu)秀的母親,所有雌性哺乳動(dòng)物都對(duì)后代十分負(fù)責(zé)。

它們不會(huì)隨意產(chǎn)下幼崽,而是讓幼崽在子宮中發(fā)育很長(zhǎng)時(shí)間,讓幼崽從出生那一刻開(kāi)始就可以更好地面對(duì)危機(jī)。

即便幼崽出生后,它們也不會(huì)不管不顧,而是會(huì)哺乳很長(zhǎng)一段時(shí)間,直到幼崽足夠強(qiáng)壯。

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

哺乳動(dòng)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(lái)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(dòng)物做了巨大的改變,這些改變目的很多時(shí)候是把幼崽盡可能地留在自己身邊照顧。

第一個(gè)改變就是乳腺的出現(xiàn)。科學(xué)家認(rèn)為乳腺起源于毛發(fā)根部的汗腺,汗腺和乳腺都產(chǎn)生水、鹽和蛋白質(zhì),所有這些都是新生兒生存所必需的,很容易被開(kāi)發(fā)利用。

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

除了哺乳動(dòng)物外,沒(méi)有一種動(dòng)物能夠?qū)⑴咛ラL(zhǎng)時(shí)間地保存在體內(nèi),這是因?yàn)榕咛?duì)于母體來(lái)說(shuō)是異物——畢竟它的一半基因來(lái)自父親,會(huì)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(kāi)來(lái),從而更好地利用母體的營(yíng)養(yǎng)。

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

這帶來(lái)一個(gè)至關(guān)重要的限制,因?yàn)橛写鼊?dòng)物為了能夠爬進(jìn)袋子里,會(huì)很早就發(fā)育出前肢。

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

答案很簡(jiǎn)單,它們將永遠(yuǎn)也得不到飛上天空的翅膀,以及在水里游動(dòng)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(jīng)意味著將來(lái)哺乳將面向更多,更復(fù)雜的棲息地。

2002年,中國(guó)遼寧發(fā)現(xiàn)了最古老的胎盤動(dòng)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(dòng)物——準(zhǔn)確地說(shuō)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(shuō)更聰明的大腦是在2.1億年前就已經(jīng)注定了,那么更加多樣化的可能在1.25億年前就已經(jīng)呈現(xiàn)了。

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

只是恐龍的滅絕確實(shí)加速了哺乳動(dòng)物的崛起,在恐龍滅絕之后短短的27萬(wàn)年時(shí)間內(nèi),哺乳動(dòng)物就迅速發(fā)展,占領(lǐng)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(lái)越巨大。

最后

上世紀(jì)末,中國(guó)的古人類學(xué)家們?cè)阡嚓?yáng)縣(現(xiàn)在升級(jí)為縣級(jí)市)上黃鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)了一系列古老的哺乳動(dòng)物化石——包括4種高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物,并把其中一種命名為中華曙猿。

所謂曙猿,是因?yàn)楣派飳W(xué)家認(rèn)為它是類人猿黎明前的曙光,其化石時(shí)間可以追溯到4500萬(wàn)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(dá)的大腦的類人猿在未來(lái)開(kāi)啟了哺乳動(dòng)物的全新篇章。

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