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我们都是蜥蜴?浅谈从"爬行"到母乳喂养的演变:哺乳动物中最早的哺乳动物进入侏罗纪

作者:休闲云彩

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提到中观世代,我们总能想象出爬行动物繁衍生息的场景,翼龙在天空中飞翔,恐龙在地上奔跑,鱼龙,蛇颈龙和龙在海中游泳,鳄鱼潜伏在河流和湖泊中......地球上美丽而广阔的舞台挤满了爬行动物家族的成员,我们的哺乳动物似乎没有地方。

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恐龙控制的哺乳动物

然而,令我们惊讶的是,中生哺乳动物并不单调,它们的多样性比我们想象的要大。为了理解这些中年老一辈人,让我们从哺乳动物开始,哺乳动物类型。

什么是哺乳动物类型?顾名思义,哺乳动物已经具有哺乳动物结构,但它们不是真正的哺乳动物。哺乳动物最基本的解剖结构被认为在下颌只有一块骨头,下颌通过牙骨,鳞片状骨关节与头骨相连。爬行动物的下颚由多块骨头组成,下颌和颅骨由关节骨 - 方形骨连接。你可以摸摸它,我们的下巴骨是一整块,爬行动物的下巴有几块骨头,吞咽也可以左右打开(比如蛇)。

一些分类专家认为,真正的哺乳动物只包含"冠群",这是现存所有哺乳动物的最新共同祖先,以及该祖先的所有后代。根据这个定义,最原始的哺乳动物是单孔类(鸭嘴兽)。而一些化石群,虽然不是哺乳冠群,但已经有了单颚,我们称它们为哺乳型。因此,哺乳期是从哺乳动物祖先到真正的哺乳动物进化的过渡群。

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哺乳动物型系统开发图:红色框为哺乳型,蓝框为真实哺乳动物

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哺乳动物的祖先是拱形动物。共弓动物,曾经被称为类似哺乳动物的爬行动物作为一组爬行动物,仍然处于"爬行动物"的进化阶段,因为传统的进化分类学派认为它们在形态结构上更像爬行动物。

然而,现代系统分类学派考虑到弓与现有爬行动物之间的牵强关系,以及哺乳动物的进化分支,从而将它们排除在爬行动物范围之外。弓形动物实际上是具有爬行动物特征的哺乳期祖先。

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早期文献中总结的哺乳动物和爬行动物之间的一些差异实际上是关节弓。

拱门曾经是第二王朝的土地霸主,但第二王朝末期的大灭绝导致了拱门帝国的崩溃,爬行动物利用了地球的崛起和迅速占领,而拱门的残骸被迫向地下移动,前王室后来成为底层贱民。

在三叠纪晚期,犬齿兽进化出了第一批哺乳动物,包括隐王兽、摩根牙兽、大齿兽和中国尖齿兽。它们的繁殖方式还在产卵,虽然可以母乳喂养后代,但这种母乳喂养方式非常原始,母体动物没有发育好的乳房,只能从汗腺分泌乳汁,幼崽不得不用舌头舔母乳。

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羊膜进化树:说明爬行动物和弓之间的区别,以及我们的祖先如何从大型蜥蜴的外观一步步进化到今天的样子

此时,哺乳动物型为了躲避敌人的伤害,潜意识地下洞穴,为了减少与其他动物的竞争,选择在夜间移动,寻找昆虫作为食物。正因为如此,哺乳型的夜视能力越来越强,色觉越来越弱。即使在今天,许多哺乳动物都是红绿色盲人,甚至是黑白相间的,除了以我们人类为代表的灵长类动物。

在晚上,视力的作用是有限的,听力尤其重要。结果,哺乳动物加强了它们的听觉器官。像爬行动物一样,弓弓动物每侧只有一块小骨头,而哺乳动物有三根。两侧多出的两块听觉骨从何而来?

正如我们之前所说,哺乳动物最关键的特征是牙骨——由鳞片状骨组成的颌关节,取代了其祖先的牙弓和现有的爬行动物关节骨——方形骨关节。在足弓到哺乳期的进化过程中,方骨和关节骨是无用的,它们逐渐降解,并逐渐向耳朵移动,最终演变成听骨的一部分。

这种变化从哺乳期开始。然而,原来的哺乳型关节骨-方骨关节还是留下来的,后来哺乳动物完全消失了,两块骨头和下颌完全分离,转移到了中耳。

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哺乳期和爬行耳区比较

我们以摩根齿兽为例,分析早期哺乳动物类型的特征。摩根齿兽在三叠纪时期生活在不列颠地区。摩根齿兽与大齿兽属相同,以昆虫为食,牙齿分化比哺乳动物特有的百齿状拱形动物更明显。我们知道爬行动物的牙齿没有分化,所有的牙齿都是形状的。摩根的齿兽用前犬齿捕捉并杀死猎物,然后依靠后排有三颗尖尖颊齿来粉碎食物。

摩根的牙齿已经能够咬人,但与今天的哺乳动物不同,它们使用上下颌运动来咀嚼,摩根牙齿野兽是通过在下颚来回移动来咀嚼的。

此外,摩根齿兽已经完全发育了次级味觉。次要腭部是舌头上方的骨硬化症(我们也有它,一旦舌头伸展就可以舔),它隔离了鼻腔和嘴巴,以便哺乳动物在咀嚼时可以呼吸。这种结构对于不咀嚼的爬行动物是必不可少的,对哺乳动物也是必需的。

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摩根牙兽的牙齿

摩根的牙齿仍然可以多次更换,背部的颊齿已经与今天的哺乳动物相同,一生中只换过一次牙齿(恒牙的乳牙)。与此同时,更原始的中国尖牙兽在生活中仍然多次换牙,就像今天的爬行动物一样。

Morgan的腹肋已经恶化,使腰椎有更多的空间上下移动,使它们能够灵活地在各种缝隙中自由移动。同时,它们有纤细的四肢,后肢已经具备了哺乳动物的特征,呈现出直立的步态,使它们能够快速奔跑,帮助它们追逐猎物,避开捕食者,但前肢仍保留着原有的爬行姿势。

由于夜间旅行和洞穴探险的特点,摩根齿兽一直呈现出小型化进化的趋势,因此可能生长受限。此外,根据一些解剖学分析,我们可以了解到这种动物具有内部热量,因此代谢率很高,属于恒温动物。这些被认为是哺乳动物的特征。

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摩根牙兽恢复地图

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在三叠纪末期,又发生了一次大灭绝,鳄鱼的远房亲戚鳄鱼腐烂了,底部与哺乳动物搏斗的恐龙崛起,迎来了地质史上著名的恐龙时代。另一方面,早期的哺乳动物看到了更进步的野兽,柱齿兽和猛犸象。

1. 盗贼的野兽

野兽的臼齿有2列纵尖柱,上臼齿和下臼齿相互咬合。它具有初始研磨功能,这有点类似于活哺乳动物的研磨楔形臼齿。科学家得出结论,这种野兽是哺乳动物类型的第一个素食者,以植物的种子和叶子为食。

这群最有名的是巨齿兽。巨型齿兽就像一只松鼠,生活在地上,后腿有刺,用于防御目的。相对较小的野兽和怪物已经搬到树上生活,前肢具有抓握功能,以树叶和银杏为食,扮演侏罗纪时期狐猴生态系统的角色。

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陆氏兽(上图)和宋兽(下图),赵澄

在侏罗纪晚期,出现了一群最早的哺乳动物级空中探险家:阿霍克树贼兽。这是生活在1.6亿年前的一种树栖哺乳动物,四肢纤细,脚趾骨灵活,抓握能力强,这表明这是一个非常优秀的攀爬小家伙。

而盗树兽的四肢和尾巴之间有一块巨大的膜,说明该物种具有很强的滑翔能力。我们可以想象,这是一个不断在树上捕捉昆虫,收集银杏精灵,遇到危险的掠食者甚至会跳到空中,滑行几十米甚至几百米,逃到远处的树上,就像今天的鼹鼠和蜜袋一样。

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金氏盗贼兽, 赵成

另外,树贼兽的中耳区域已经形成了一个相对完整的结构,三个听骨,两个新的听骨开始从下颚中分离出来,这是盗贼兽比摩根的齿兽更进步的一个特征。但与有两块支撑鼓膜的骨骼和只有一只活哺乳动物的活哺乳动物不同,科学家们推测这可能与新的颌关节形成和咀嚼的进展有着巨大的关系。

2.柱牙兽

然后是更高级的柱齿兽。柱齿兽的身体结构更接近哺乳动物,臼齿的尖端不再像以前的哺乳型那样直线排列,而是在一个尖端前后排列成一个小尖端,形成等腰三角形。这种牙齿是后世楔磨臼齿的雏形,其工作原理是上臼齿的尖端和下臼齿的凹槽相互配合,从而起到切断和磨削食物的作用。

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柱齿兽的牙齿

正是这种复杂的牙齿使哺乳动物容易加工各种不同的食物,从而为哺乳动物的多样化进化提供了可能性。然而,柱齿兽的臼齿仍然相对原始,牙齿的尖端不如现存哺乳动物的牙齿适合。

葡萄牙霍尔丹兽是一种栖息柱齿兽,后肢短,前臂发达,善于挖掘、挖洞,耳朵有弯曲的人工耳蜗管,说明哺乳期的耳朵正在进一步发展和完善。

灵巧的柱齿兽有细长弯曲的脚趾,灵活的脚踝和良好的旋转,这是爬坡良好的特点。嘴巴有铲子般的门牙,就像今天一些以树液为食的灵长类动物一样,所以科学家推断它是一种依靠爪子切开树皮并吸吮树汁的动物。

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灵巧的柱牙兽(上)和挖柱牙兽(下)

挖柱齿兽的脚趾呈现出缩短的倾向,甚至退化一些脚趾结,脚宽、平、细长、前肢强壮,头骨较窄较长,与灵巧的柱齿兽有很大不同,这或许是很好的挖掘动物,生活在地下。

最特别的物种是海狸尾巴动物,这种动物看起来像水獭,但有一个像海狸一样的扁平尾巴,脚上有鳃,脚踝上有防御性蜇伤,锋利的牙齿向内弯曲并排列成一条直线。这个怪胎,像鸭嘴兽,水獭和海狸一样,表明它是一种擅长游泳和挖掘的动物,喜欢鱼。这些化石表明,哺乳型的中观生成实际上正在向多样化发展。

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海狸尾兽的恢复地图

小柱齿兽具有哺乳动物进化的另一个重要特征,与弓形和活体爬行动物的杆状舌骨相比,微小的柱齿兽在喉咙内长马鞍形舌骨,可以连接周围的更多肌肉,有助于提高咀嚼、传递和吞咽的效率。具有尖端和脊的大臼齿,微小的柱齿兽可以有效地处理美味的昆虫。

此外,鞍形舌骨上有更多的关节,这使得舌头移动得更灵活。因此,科学家们得出结论,微小的柱齿兽已经告别了早期哺乳动物用舌头舔母乳的方式,吮吸母亲的美味乳汁。

3. 巨兽

进化树是另一个巨人,只有3厘米长,但巨大的头部与身体不成比例,因此它是一种更聪明的动物,可以处理更复杂的信息。同时听小骨和下颌分离,中耳区域开始形成,人工耳蜗结构比柱齿兽更先进。一系列解剖学特征表明,猛犸象介于柱齿兽和真正的哺乳动物之间,哺乳动物类型只有一步之遥。

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巨型颅骨兽仅重2克

正是这些软弱无力、微不足道的哺乳动物祖先,暴露在霜冻、砍荆棘,在黑暗的洞穴和陡峭的树冠层中寻找出路,躲避天敌一个接一个的狩猎,难以鞠躬的火的香传承到今天。当我们沐浴在灿烂的阳光下,喝着甜甜的泉水,呼吸着清新的氧气,闻着芳香的花朵,尝到了美味的水果,突然一个姿态的地球霸主,却以为我们的祖先在黑暗的日子里惊慌失措了吗?

如果你在一个安静的夜晚梦见哥斯拉,不要感到惊讶,因为你的基因现在回想起被恐龙统治的恐惧,以及被囚禁在树洞里的羞辱。

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