今天地球上只剩下两种卵生哺乳动物——鸭嘴兽和针鼹，或称多刺食蚁兽。这些奇怪的“单孔目动物”曾经统治澳大利亚，直到它们的有袋表亲，有袋类动物，在7100万到5400万年前入侵这片土地，并将它们扫荡一空。新的研究表明，这两种生物之所以能够幸存下来，是因为它们的祖先进入了水中。
在前往澳大利亚之前，有袋类动物已经从亚洲迁徙到美洲再到南极洲。澳大利亚国立大学位于堪培拉的进化生物学家马修·菲利普斯说，被迫与沿途的所有动物竞争，有袋类动物可能已经为竞争做好了准备，因此解释了它们在澳大利亚的巨大成功：“那么问题就变成了，‘为什么单孔目动物幸存了下来？’”
菲利普斯和他的同事认为，鸭嘴兽和针鼹之所以能够度过有袋类动物的入侵，是因为它们的祖先在有袋类动物无法追随的地方——水中——找到了避难所。当有袋类动物出生时，它们需要持续吸吮乳汁数周，因此，如果它们的母亲必须长时间游泳，新生儿可能会溺水。
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对于鸭嘴兽这种两栖动物来说，这个理论似乎是合理的。然而，针鼹完全生活在陆地上。研究人员使用遗传学来寻找答案。他们发现针鼹仅在1900万至4800万年前才从鸭嘴兽中分化出来，这意味着针鼹最近才拥有半水生的祖先，并且后来才重新在陆地上定居。针鼹的许多特征表明，它们可能曾经拥有类似鸭嘴兽的两栖祖先——流线型的身体、向后突出的后肢可以充当舵，以及胚胎发育期间类似鸭子的喙的轮廓。
先前一项关于早期单孔目动物化石的研究表明，鸭嘴兽和针鼹在超过1.1亿年前就已分化，远远早于遗传分析显示的年代。但菲利普斯的研究小组重新分析了这些早期化石的439个特征，发现针鼹和最近进化的鸭嘴兽更好地归为一组，而不是与更古老的化石归为一组。重建的谱系支持了研究人员的遗传学发现，他们于9月23日在美国国家科学院院刊在线报告了这一发现。“基因和骨骼现在似乎在讲述同一个故事，这令人鼓舞，”纽约市美国自然历史博物馆的哺乳动物学家罗宾·贝克说，他没有参与这项研究。
到目前为止，科学家还没有找到针鼹从水中过渡的化石证据；贝克说，单孔目动物的化石记录仍然很不完整。但是澳大利亚的许多化石遗址都有2000万到2500万年的历史，大约是研究人员认为针鼹进化的时间。“如果幸运的话，未来对这些遗址的考察将发现针鼹化石，这些化石记录了从类似鸭嘴兽形态的过渡，”他建议道。
菲利普斯说，单孔目动物中卵生和来自遥远祖先的其他原始特征（例如类似爬行动物的肩部）的存在，通常被认为是它们明显劣势的原因。这些新发现有助于以积极的眼光重新审视这些古老的特征——例如，虽然类似爬行动物的肩部不利于快速奔跑，但它们提供了强大的支撑，允许巨大的肩部和手臂肌肉帮助针鼹钻入泥土，鸭嘴兽在水中机动。“大多数爬行动物也拥有这些‘原始’特征，然而，就物种数量而言，它们比任何哺乳动物群体都更成功，”菲利普斯补充道。
注：本文最初以“奇异的单孔目动物”为标题印刷。