大量化石发现表明,古代哺乳动物进化出各种适应能力,使它们能够利用天空、河流和地下巢穴。
早期哺乳动物刘康东,一种老鼠大小的物种,与长有羽毛的恐龙共存。华夏处于白垩纪的温带生态系统中,这里现在是中国北方的辽宁省照片:大卫·博纳当纳
夜落在1.85亿年前的侏罗纪早期。这个
小鼠大小的头骨是中国北方的许多化石之一,它使哺乳动物特征进化的图像更加清晰。:梦洁等。自然472,181–185(2011)
这些化石揭示了早期哺乳动物的生态多样性,并在滑翔、游泳、挖掘和攀爬方面进行了实验。这些发现也开始揭示哺乳动物许多关键特征的进化起源,如哺乳动物、大大脑和敏锐的感官。科罗拉多州丹佛自然科学博物馆的古脊椎动物学家大卫·克劳斯说:“在过去的20年里,哺乳动物早期发现的激增,尤其是来自中国的发现,令人眼花缭乱,头脑麻木,简直令人眼花缭乱。”“
,一个巨大的发现,也引起了争议:一些研究者在哪些化石群是真正的哺乳动物和哺乳动物家族的形状上存在分歧。伊利诺伊州芝加哥大学的古生物学家Chrysolo说:“我们想用进化生物学的语言来理解我们的早期历史,这就是为什么我很兴奋。””“这就是为什么整个领域如此有趣,因为化石记录越来越好,我们开始真正解决其中的一些问题。在伦敦地质学会,博物学家威廉·贝克·兰展示了第一批已知恐龙之一龙的骨骼在同一次谈话中,他发现了在同一化石矿床中发现的哺乳动物的小颚。它们的存在表明哺乳动物有着非常悠久的历史,但正如经常发生的那样,恐龙的发现完全掩盖了哺乳动物的发现。
150年来,世界各地的哺乳动物都发现了缓慢的细流然后在1997年,研究人员在中国东北辽宁化石丰富的岩石中描述了第一种古代哺乳动物。大门是开着的根据美国自然历史博物馆的古生物学家孟进的说法,从那时起,已经在那里发现了50多种近乎完整的“美丽标本”。像恐龙化石一样,它们被当地农民挖掘出来,卖给博物馆。然而,英国爱丁堡大学的古生物学家史蒂夫·布鲁特说,恐龙仍然是最受关注的物种“直到最近,通过罗、孟等人的工作,哺乳动物都得到了应有的回报
中国大多数哺乳动物化石是火山将动物埋葬在火山灰中形成的。他们的细节非常详细典型的中生代哺乳动物化石(2.52亿至6,600万年前)只是牙齿和颌骨的碎片,但中国标本通常有完整的骨骼、皮毛、皮肤和内脏。“我们有很多细节来回答科学问题,”孟说,他对了解哺乳动物耳朵的进化很感兴趣。这些发现推翻了以前的教条“我们曾经说过,在恐龙时代,哺乳动物完全被忽视它们只是这些在阴影中飞来飞去的小老鼠,”布鲁斯说但是他说这些动物“正在经历它们自己的进化爆炸”
199哺乳动物至少在1 . 78亿年前首次出现,并在恐龙中四处飞翔。直到6600万年前,除了鸟类,这些动物中的大多数都被灭绝了。然而,哺乳动物不需要等到物种灭绝后才能多样化,变成各种形式和物种。诺曼俄克拉何马大学的古生物学家理查德·西费里说:“这些新发现记录了前所未有的巨大生态多样性“在研究人员开始以化石形式发现的第一批创新中,有些与运动有关2006年,孟的团队报道说,第一只滑翔哺乳动物海参崴,有3.16亿岁,它的翼膜是由毛皮制成的,就像今天的飞鼠一样。2017年,罗的团队补充说,维尔福和奥帕塔生活在同一时期,属于一个叫哈拉米依德的团体。这些动物和一些最早的飞行恐龙一起,在树林中俯冲下来,利用以前无法获得的食物资源。
研究人员发现了他们认为后来发展起来的其他职业:敏捷能爬树、啃树皮、吃树液河流居民鸭嘴兽大小的蓖麻有蹼足和海狸形状的尾巴用于游泳;有爪子和挖掘用的爪子,多克福索看起来像一只现代鼹鼠。
这些哺乳动物也适应了各种饮食,比以前想象的更加多样化。2014年,克劳斯描述了土拨鼠马达加斯加的食草动物,以根和种子为食。和狼獾大小的食肉河马,孟的研究小组在2005年报告说,它的胃里有恐龙宝宝的骨头孟说,许多新发现的哺乳动物化石属于早就灭绝的亚纲。与中生代不同,今天的哺乳动物只有三种:胎盘,占包括人类在内的大多数物种;袋鼠和树袋熊等有袋动物在子宫内的怀孕期很短,并在育儿袋中继续发育。产卵的单棵树只由鸭嘴兽和几只壁虎代表“但在地质历史上,还有许多其他的群体,如结核、三疣体和海王星,”孟说。“在侏罗纪,哺乳动物实际上非常多样化“
有的,如朱拉·马雅罗氏的研究小组像描述的2011年这一现象,1.6亿年前,是最早的胎盘哺乳动物,所以它可能成为我们的祖先一些恐龙时代的哺乳动物也比预期的大得多河马重12-14公斤,而浣熊大小的文塔纳重9公斤。“令人兴奋的是,我们打破了早期哺乳动物来自一个非常卑微的广泛祖先的古老神话,”罗说。
这些发现不仅来自中国重要的化石也来自美国、西班牙、巴西、阿根廷、马达加斯加和蒙古。一些最有趣、最古老的化石——也是我们知识中最大的空白——与南部大陆有关。在南部大陆,已知的中生代哺乳动物及其亲缘动物只有5种,而在北纬地区有70多个属。在过去的20年里,巴西已经产出了超过2亿年的三叠纪化石。肯塔基州弗洛伊斯维尔大学的古生物学家吉列尔莫鲁格(GuillermoRougier)将这些发现描述为哺乳动物与其祖先之间的“不可思议的发现”。“这些形式确实显示了一个非常过渡的过程,从典型的非哺乳动物事物到几乎具有早期哺乳动物所有特征的事物“
哺乳动物必须拥有
。最新的发现也为哺乳动物主要特征的进化提供了线索例如,哺乳动物敏锐的听觉部分是由于中耳的微小骨骼——锤骨、砧骨和鼓室外耳道。但是在哺乳动物的爬行动物祖先中,这些骨头是颚骨的一部分,用于咀嚼而不是听觉。哺乳动物的先驱,如与舍摩根相似的草,移植了2.05亿年前的哺乳动物组织的原型,允许这两种功能
2011年,孟报道了一个1.2亿年前的中国哺乳动物标本,隶属于一组哺乳动物刘康东(见“哺乳动物符号”)这个老鼠大小的化石展示了三块中耳骨,但是它们仍然通过软骨附着在颚骨上。“听觉功能和咀嚼功能仍然没有完全分离,”他解释道。这是从下巴到耳朵进化变化的有力证据。
孟和罗各自发展了自己的进化树。他们之间的一个症结是哈拉米耶茨孟认为这一早期类群属于真正的哺乳动物,而罗认为这是一个分支。已知最古老的哈拉米耶茨化石来自2.08亿年前的三叠纪如果它们是真正的哺乳动物,那么哺乳动物的起源至少可以追溯到那么远——如果不是,那么已知最古老的哺乳动物有1.78亿岁,甚至可以追溯到侏罗纪。
更多的化石将有助于解决这些问题,并带来更多的惊喜。克劳斯和孟说,他们都在研究令人兴奋的化石,但他们的发现尚未公布。几十个未探索的标本被堆放在他们中国同事的办公室里。
199古生物学家的愿望清单上有很多东西。罗想知道的一个特点是增长率爬行动物在生活中生长缓慢,而哺乳动物在年轻时生长迅速,然后在高原上生长。他希望找到一系列从婴儿到成人的化石来观察这一切。他说:“这是哺乳动物最重要的特征之一,有助于定义我们的生物学。”霍夫曼和蒙多相信胚胎和更多的婴儿将是重要的发现——就像自然
一样