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我們都是蜥蜴?淺談從"爬行"到母乳喂養的演變:哺乳動物中最早的哺乳動物進入侏羅紀

作者:休閑雲彩

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提到中觀世代,我們總能想象出爬行動物繁衍生息的場景,翼龍在天空中飛翔,恐龍在地上奔跑,魚龍,蛇頸龍和龍在海中遊泳,鳄魚潛伏在河流和湖泊中......地球上美麗而廣闊的舞台擠滿了爬行動物家族的成員,我們的哺乳動物似乎沒有地方。

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恐龍控制的哺乳動物

然而,令我們驚訝的是,中生哺乳動物并不單調,它們的多樣性比我們想象的要大。為了了解這些中年老一輩人,讓我們從哺乳動物開始,哺乳動物類型。

什麼是哺乳動物類型?顧名思義,哺乳動物已經具有哺乳動物結構,但它們不是真正的哺乳動物。哺乳動物最基本的解剖結構被認為在下颌隻有一塊骨頭,下颌通過牙骨,鱗片狀骨關節與頭骨相連。爬行動物的下颚由多塊骨頭組成,下颌和顱骨由關節骨 - 方形骨連接配接。你可以摸摸它,我們的下巴骨是一整塊,爬行動物的下巴有幾塊骨頭,吞咽也可以左右打開(比如蛇)。

一些分類專家認為,真正的哺乳動物隻包含"冠群",這是現存所有哺乳動物的最新共同祖先,以及該祖先的所有後代。根據這個定義,最原始的哺乳動物是單孔類(鴨嘴獸)。而一些化石群,雖然不是哺乳冠群,但已經有了單颚,我們稱它們為哺乳型。是以,哺乳期是從哺乳動物祖先到真正的哺乳動物進化的過渡群。

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哺乳動物型系統開發圖:紅色框為哺乳型,藍框為真實哺乳動物

< h1級"pgc-h-right-arrow">最早的哺乳動物類</h1>

哺乳動物的祖先是拱形動物。共弓動物,曾經被稱為類似哺乳動物的爬行動物作為一組爬行動物,仍然處于"爬行動物"的進化階段,因為傳統的進化分類學派認為它們在形态結構上更像爬行動物。

然而,現代系統分類學派考慮到弓與現有爬行動物之間的牽強關系,以及哺乳動物的進化分支,進而将它們排除在爬行動物範圍之外。弓形動物實際上是具有爬行動物特征的哺乳期祖先。

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早期文獻中總結的哺乳動物和爬行動物之間的一些差異實際上是關節弓。

拱門曾經是第二王朝的土地霸主,但第二王朝末期的大滅絕導緻了拱門帝國的崩潰,爬行動物利用了地球的崛起和迅速占領,而拱門的殘骸被迫向地下移動,前王室後來成為底層賤民。

在三疊紀晚期,犬齒獸進化出了第一批哺乳動物,包括隐王獸、摩根牙獸、大齒獸和中國尖齒獸。它們的繁殖方式還在産卵,雖然可以母乳喂養後代,但這種母乳喂養方式非常原始,母體動物沒有發育好的乳房,隻能從汗腺分泌乳汁,幼崽不得不用舌頭舔母乳。

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羊膜進化樹:說明爬行動物和弓之間的差別,以及我們的祖先如何從大型蜥蜴的外觀一步步進化到今天的樣子

此時,哺乳動物型為了躲避敵人的傷害,潛意識地下洞穴,為了減少與其他動物的競争,選擇在夜間移動,尋找昆蟲作為食物。正因為如此,哺乳型的夜視能力越來越強,色覺越來越弱。即使在今天,許多哺乳動物都是紅綠色盲人,甚至是黑白相間的,除了以我們人類為代表的靈長類動物。

在晚上,視力的作用是有限的,聽力尤其重要。結果,哺乳動物加強了它們的聽覺器官。像爬行動物一樣,弓弓動物每側隻有一塊小骨頭,而哺乳動物有三根。兩側多出的兩塊聽覺骨從何而來?

正如我們之前所說,哺乳動物最關鍵的特征是牙骨——由鱗片狀骨組成的颌關節,取代了其祖先的牙弓和現有的爬行動物關節骨——方形骨關節。在足弓到哺乳期的進化過程中,方骨和關節骨是無用的,它們逐漸降解,并逐漸向耳朵移動,最終演變成聽骨的一部分。

這種變化從哺乳期開始。然而,原來的哺乳型關節骨-方骨關節還是留下來的,後來哺乳動物完全消失了,兩塊骨頭和下颌完全分離,轉移到了中耳。

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哺乳期和爬行耳區比較

我們以摩根齒獸為例,分析早期哺乳動物類型的特征。摩根齒獸在三疊紀時期生活在不列颠地區。摩根齒獸與大齒獸屬相同,以昆蟲為食,牙齒分化比哺乳動物特有的百齒狀拱形動物更明顯。我們知道爬行動物的牙齒沒有分化,所有的牙齒都是形狀的。摩根的齒獸用前犬齒捕捉并殺死獵物,然後依靠後排有三顆尖尖頰齒來粉碎食物。

摩根的牙齒已經能夠咬人,但與今天的哺乳動物不同,它們使用上下颌運動來咀嚼,摩根牙齒野獸是通過在下颚來回移動來咀嚼的。

此外,摩根齒獸已經完全發育了次級味覺。次要腭部是舌頭上方的骨硬化症(我們也有它,一旦舌頭伸展就可以舔),它隔離了鼻腔和嘴巴,以便哺乳動物在咀嚼時可以呼吸。這種結構對于不咀嚼的爬行動物是必不可少的,對哺乳動物也是必需的。

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摩根牙獸的牙齒

摩根的牙齒仍然可以多次更換,背部的頰齒已經與今天的哺乳動物相同,一生中隻換過一次牙齒(恒牙的乳牙)。與此同時,更原始的中國尖牙獸在生活中仍然多次換牙,就像今天的爬行動物一樣。

Morgan的腹肋已經惡化,使腰椎有更多的空間上下移動,使它們能夠靈活地在各種縫隙中自由移動。同時,它們有纖細的四肢,後肢已經具備了哺乳動物的特征,呈現出直立的步态,使它們能夠快速奔跑,幫助它們追逐獵物,避開捕食者,但前肢仍保留着原有的爬行姿勢。

由于夜間旅行和洞穴探險的特點,摩根齒獸一直呈現出小型化進化的趨勢,是以可能生長受限。此外,根據一些解剖學分析,我們可以了解到這種動物具有内部熱量,是以代謝率很高,屬于恒溫動物。這些被認為是哺乳動物的特征。

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摩根牙獸恢複地圖

< h1級"pgc-h-right-arrow">進入侏羅紀</h1>

在三疊紀末期,又發生了一次大滅絕,鳄魚的遠房親戚鳄魚腐爛了,底部與哺乳動物搏鬥的恐龍崛起,迎來了地質史上著名的恐龍時代。另一方面,早期的哺乳動物看到了更進步的野獸,柱齒獸和猛犸象。

1. 盜賊的野獸

野獸的臼齒有2列縱尖柱,上臼齒和下臼齒互相咬合。它具有初始研磨功能,這有點類似于活哺乳動物的研磨楔形臼齒。科學家得出結論,這種野獸是哺乳動物類型的第一個素食者,以植物的種子和葉子為食。

這群最有名的是巨齒獸。巨型齒獸就像一隻松鼠,生活在地上,後腿有刺,用于防禦目的。相對較小的野獸和怪物已經搬到樹上生活,前肢具有抓握功能,以樹葉和銀杏為食,扮演侏羅紀時期狐猴生态系統的角色。

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陸氏獸(上圖)和宋獸(下圖),趙澄

在侏羅紀晚期,出現了一群最早的哺乳動物級空中探險家:阿霍克樹賊獸。這是生活在1.6億年前的一種樹栖哺乳動物,四肢纖細,腳趾骨靈活,抓握能力強,這表明這是一個非常優秀的攀爬小家夥。

而盜樹獸的四肢和尾巴之間有一塊巨大的膜,說明該物種具有很強的滑翔能力。我們可以想象,這是一個不斷在樹上捕捉昆蟲,收集銀杏精靈,遇到危險的掠食者甚至會跳到空中,滑行幾十米甚至幾百米,逃到遠處的樹上,就像今天的鼹鼠和蜜袋一樣。

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金氏盜賊獸, 趙成

另外,樹賊獸的中耳區域已經形成了一個相對完整的結構,三個聽骨,兩個新的聽骨開始從下颚中分離出來,這是盜賊獸比摩根的齒獸更進步的一個特征。但與有兩塊支撐鼓膜的骨骼和隻有一隻活哺乳動物的活哺乳動物不同,科學家們推測這可能與新的颌關節形成和咀嚼的進展有着巨大的關系。

2.柱牙獸

然後是更進階的柱齒獸。柱齒獸的身體結構更接近哺乳動物,臼齒的尖端不再像以前的哺乳型那樣直線排列,而是在一個尖端前後排列成一個小尖端,形成等腰三角形。這種牙齒是後世楔磨臼齒的雛形,其工作原理是上臼齒的尖端和下臼齒的凹槽互相配合,進而起到切斷和磨削食物的作用。

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柱齒獸的牙齒

正是這種複雜的牙齒使哺乳動物容易加工各種不同的食物,進而為哺乳動物的多樣化進化提供了可能性。然而,柱齒獸的臼齒仍然相對原始,牙齒的尖端不如現存哺乳動物的牙齒适合。

葡萄牙霍爾丹獸是一種栖息柱齒獸,後肢短,前臂發達,善于挖掘、挖洞,耳朵有彎曲的人工耳蝸管,說明哺乳期的耳朵正在進一步發展和完善。

靈巧的柱齒獸有細長彎曲的腳趾,靈活的腳踝和良好的旋轉,這是爬坡良好的特點。嘴巴有鏟子般的門牙,就像今天一些以樹液為食的靈長類動物一樣,是以科學家推斷它是一種依靠爪子切開樹皮并吸吮樹汁的動物。

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靈巧的柱牙獸(上)和挖柱牙獸(下)

挖柱齒獸的腳趾呈現出縮短的傾向,甚至退化一些腳趾結,腳寬、平、細長、前肢強壯,頭骨較窄較長,與靈巧的柱齒獸有很大不同,這或許是很好的挖掘動物,生活在地下。

最特别的物種是海狸尾巴動物,這種動物看起來像水獺,但有一個像海狸一樣的扁平尾巴,腳上有鰓,腳踝上有防禦性蜇傷,鋒利的牙齒向内彎曲并排列成一條直線。這個怪胎,像鴨嘴獸,水獺和海狸一樣,表明它是一種擅長遊泳和挖掘的動物,喜歡魚。這些化石表明,哺乳型的中觀生成實際上正在向多樣化發展。

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海狸尾獸的恢複地圖

小柱齒獸具有哺乳動物進化的另一個重要特征,與弓形和活體爬行動物的杆狀舌骨相比,微小的柱齒獸在喉嚨内長馬鞍形舌骨,可以連接配接周圍的更多肌肉,有助于提高咀嚼、傳遞和吞咽的效率。具有尖端和脊的大臼齒,微小的柱齒獸可以有效地處理美味的昆蟲。

此外,鞍形舌骨上有更多的關節,這使得舌頭移動得更靈活。是以,科學家們得出結論,微小的柱齒獸已經告别了早期哺乳動物用舌頭舔母乳的方式,吮吸母親的美味乳汁。

3. 巨獸

進化樹是另一個巨人,隻有3厘米長,但巨大的頭部與身體不成比例,是以它是一種更聰明的動物,可以處理更複雜的資訊。同時聽小骨和下颌分離,中耳區域開始形成,人工耳蝸結構比柱齒獸更先進。一系列解剖學特征表明,猛犸象介于柱齒獸和真正的哺乳動物之間,哺乳動物類型隻有一步之遙。

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巨型顱骨獸僅重2克

正是這些軟弱無力、微不足道的哺乳動物祖先,暴露在霜凍、砍荊棘,在黑暗的洞穴和陡峭的樹冠層中尋找出路,躲避天敵一個接一個的狩獵,難以鞠躬的火的香傳承到今天。當我們沐浴在燦爛的陽光下,喝着甜甜的泉水,呼吸着清新的氧氣,聞着芳香的花朵,嘗到了美味的水果,突然一個姿态的地球霸主,卻以為我們的祖先在黑暗的日子裡驚慌失措了嗎?

如果你在一個安靜的夜晚夢見哥斯拉,不要感到驚訝,因為你的基因現在回想起被恐龍統治的恐懼,以及被囚禁在樹洞裡的羞辱。

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