早期哺乳动物:夹缝中求生存
  • 来源:科普时报
  • 作者:孟庆金 叶 剑
  • 2020-08-04 09:45



中华侏罗兽、似叉骨祖翼兽、短指挖掘柱齿兽、攀援灵巧柱齿兽标本

似鸭非鸟的鸭嘴兽

似叉骨祖翼兽复原图和现生鼯鼠

    1836年1月12日,贝格尔号驶入了澳大利亚的悉尼湾,下船后我雇了一位向导和两匹马,一路考察到离海岸约190 公里的村镇巴特赫斯特。这一路收获颇丰,我非常幸运地看到了鸭嘴兽这种稀有的卵生哺乳动物。几只鸭嘴兽在水里游戏,时而潜伏水中,时而浮出水面,但身体在水面上总是只露出很少一部分,让人误以为是一群水鼠。

    凡见过鸭嘴兽的人都说它长得太怪异了。最早是英国移民进入澳大利亚时,惊呼发现了“不可思议的动物”。当标本被送到欧洲的博物馆时,生物分类学家甚至认为这是人为制造出来捉弄人的生物。——达尔文日记

    让达尔文惊讶的鸭嘴兽是种什么样的生物呢?它的嘴和脚像鸭子,而且靠下蛋繁殖后代,但却不属于鸟类,因为它有很典型的哺乳动物特征。哺乳动物是我们最熟悉的动物,比如猫、狗、老虎、大象等,还有我们人类。它们的典型特征包括胎生,也就是由妈妈生下胎儿,而不是下蛋;还有哺乳,也就是用乳汁养育后代;还有身上覆盖着皮毛,等等。

    鸭嘴兽虽然不是胎生,但却有哺乳、皮毛等哺乳动物的特征,它其实是一种非常古老和原始的哺乳动物。最早的鸭嘴兽出现在一亿多年前,比如1.1亿年前生活在澳大利亚的硬齿鸭嘴兽(Steropodon)。哺乳类则早在2亿多年前就出现了,比如大约2亿年前生活在云南的巨颅兽(Hadrocodium),虽然体重只有2克,但却有一个相对很大的头颅,完全不同于当时的恐龙等爬行动物。

    哺乳动物与恐龙出现的时间其实相差不多,都是2亿多年前。恐龙一出现,就开始向大型化发展,很快就以巨大的体型和运动能力方面的优势,占据了当时陆地生态系统里的统治地位。恐龙时代的哺乳动物们,体型则要小得多,大多数接近于现在的松鼠、老鼠,还是一群毫不起眼的“鼠辈”。因为还处于演化的早期,它们与现在的哺乳动物还有比较大的差别,可以说还是一个“非主流”的哺乳动物世界。

    那么弱小的哺乳动物们,在长达一亿多年的恐龙时代里,是怎么成功地生存下来的呢?

    早期的哺乳动物由于体型很小,确实是活在恐龙的阴影和淫威之下。但恐龙主要是在地面上称霸,哺乳类的老祖宗们则依靠着比较发达的大脑,与恐龙斗智斗勇,在生态系统中寻找和拓展各自的生存空间,在大约1.6亿年前的侏罗纪中晚期,已经演化出可以上树、上天、打洞、下水的种类,可以说是八仙过海,各显神通。

    比如说飞行,通常被认为是鸟儿们的专长。其实现生哺乳类里也有一大类飞行高手,那就是翼手目,也就是各种各样的蝙蝠,种类有900多种,是哺乳动物里的第二大类群。只不过它们大都生活在一些偏僻的山林里,造成了我们认为它们比较稀有的错觉。当然,蝙蝠的老祖宗直到5000多万年前才出现,但与现代的鼯鼠类似的能够滑翔的哺乳动物,在侏罗纪中晚期就已经出现了。

    2017年8月9日,北京自然博物馆的研究人员与国内外合作者们一起,在英国《自然》杂志上同时报道了两种1.6亿年前的滑翔飞兽:似叉骨祖翼兽和双钵翔齿兽,是迄今发现的时代最早的会滑翔的哺乳动物。凭什么说它们会滑翔呢?因为我们发现化石上保存了皮翼结构,它们的骨骼特征也与现代的鼯鼠及鸟类有相似之处,它们应该具有与鼯鼠类似的皮翼,可用于滑翔。

    当然,地上才是早期哺乳动物演化的根据地。它们的体型比当时占绝对优势的恐龙小很多,自然会去寻找那些犄角旮旯藏身。由于体型实在太小了,地面上的任何一个小土堆、小裂隙,或者一根枯枝,对它们来说都是一道障碍,所以它们多少都会有一些攀爬能力。

    比如已知最古老的真兽类——中华侏罗兽,它平常生活在地上,紧急情况下应该能爬上树。真兽类又叫有胎盘类,幼体的早期发育在妈妈的胎盘上进行,发育成胎儿,通过胎生方式生下来。现在全世界的5000多种哺乳动物,除了鸭嘴兽和针鼹组成的单孔类,以及袋鼠、考拉等200多种有袋类,就全属于真兽类了。中华侏罗兽是包括我们人类在内的所有真兽类的始祖。

    有一些早期哺乳动物发展了这种攀爬能力,就具备了爬树和树栖能力,比如攀援灵巧柱齿兽,从它的手脚骨节和爪子,我们判断它是很适合在树上攀爬的,类似于现在的松鼠。

    还有一些则以地面为基础,往地下或者水下拓展生存空间。比如短指挖掘柱齿兽,它的前肢和头骨等特征都显示,它是一个穴居者,类似于现在的鼹鼠。獭形狸尾兽则类似于河狸和水獭,是一种半水生的哺乳动物。它体长可达40多厘米,这在当时已经是最大型的哺乳动物了。

    早期的哺乳动物由于个体小,骨骼细弱,很难保存为化石。刚才讲到的这些1.6亿年前的标本,都来自东北地区侏罗纪时期形成的地层里,非常珍稀,而且在早期哺乳类演化中具有非常高的研究价值,可以说都是我们北京自然博物馆的镇馆之宝:

    中华侏罗兽是已知最古老的真兽类哺乳动物;

    似叉骨祖翼兽和双钵翔齿兽是已知最原始的能滑翔的哺乳动物;

    短指挖掘柱齿兽是已知第一种适应地穴生活的侏罗纪哺乳动物;

    攀援灵巧柱齿兽是已知最早的也是最原始的攀援树栖型哺乳动物。

    仔细想来,长着翅膀的蝙蝠,海洋中遨游的鲸和海豚,其实都和我们通常认知中的猫猫狗狗等哺乳动物相差甚远,它们都是在不同生态位上适应和演化的结果。在遥远的侏罗纪,现代小型哺乳动物们的各种生存策略和行为习性,已经差不多都出现了。再加上它们当中许多种类可能具有昼伏夜出的习性,与大多数恐龙错峰出行,所以能在夹缝中求生存,等到恐龙衰亡那一天,再集体爆发,迎来哺乳动物的时代。

    (作者:孟庆金,北京自然博物馆馆长;叶剑,中国古脊椎动物学会理事,中国科普作家协会副秘书长)


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