撼动进化树

在古生物学家维多利亚博物馆的托马斯·H·里奇和莫纳什大学的帕特里夏·维克斯-里奇领导寻找澳大利亚独特哺乳动物和鸟类起源的23年中，他们已经学会了期待意想不到的事。但是，当在墨尔本附近的一个挖掘地点，兴奋的野外工作人员在1997年3月8日向汤姆·里奇展示了一块微小的哺乳动物下颌骨化石时，震惊得说不出话来。随着这一发现的意义逐渐显现，里奇从显微镜下抬起头，脸上露出了笑容。他只能说：“我的天哪。”

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里奇的震惊证实了挖掘团队当天早些时候发现化石时就怀疑的事情：这块骨头根本不应该出现在澳大利亚。这块仅16毫米长的下颌骨，不具备鸭嘴兽等卵生单孔目的特征；也不像袋鼠和袋熊等有袋目的下颌骨。相反，它似乎是真兽类哺乳动物的下颌骨——真兽类包括马、猫、蝙蝠、鲸鱼和人类。

问题在于，这块化石是从1.15亿年前的白垩纪岩石中挖掘出来的，而公认的理论认为，澳大利亚最早的真兽类哺乳动物是岛屿跳跃的啮齿动物，仅仅在500万年前才到达。“陆生真兽类在500万年前才到达澳大利亚的说法非常有力，”里奇回忆说，“以至于它们在这么早的时候就出现在澳大利亚的想法从未在我脑海中闪现过。”

研究人员得出结论，陆生真兽类哺乳动物可能比预期提前1.1亿年生活在南半球，这一结论于1997年11月21日发表在《科学》杂志上，这可能会彻底颠覆哺乳动物的进化树。根据化石记录，一般认为哺乳动物起源于大约2亿年前，当时大陆仍然连接在一起，形成一个名为盘古大陆的统一陆地。到了白垩纪时期（1.46亿至6500万年前），大陆构造发生了变化，出现了两个超级大陆：北方的劳亚大陆和南方的冈瓦纳大陆。

目前的理论认为，南半球出现了卵生单孔目动物，然后它们越过南美洲，最终在那里灭绝。有袋目动物，它们的幼崽在母亲的育儿袋中继续生长，似乎起源于北美洲。而真兽类动物，它们的幼崽完全在母亲体内形成，起源于亚洲。

但在因弗洛克附近的平岩地点出土的化石显然生活在冈瓦纳大陆——出乎意料地远远位于亚洲真兽类的南方。里奇推测这种动物体长可能只有约8.5厘米，是一种“广义的食虫动物”。他认为无刺猬是与这种古代生物最接近的现代类似物。它生活在极地恐龙栖息的温带山谷中。“由于这些温血动物必须忍受极地地区的冬季黑暗，里奇的研究小组给它起了正式名称夜间澳洲尖齿兽，意为“夜间生活的澳大利亚白垩纪尖齿哺乳动物”。

里奇对真兽类的解释的核心是夜间澳洲尖齿兽的三角尖齿臼齿。所有有袋类和真兽类（统称为兽亚纲哺乳动物）的特征都是这种牙齿类型，其中相应的上下臼齿的凹陷和尖齿以研钵和杵的方式咬合，以研磨食物。根据里奇的说法，夜间澳洲尖齿兽的下臼齿凹陷处，即跟座盆的细节，与单孔目的解释相悖。考虑到缺乏某些其他特征，里奇排除了这种生物是有袋目的可能性。里奇还指出夜间澳洲尖齿兽推断的牙齿公式——前臼齿和臼齿的数量——作为其真兽类性质的证据：真兽类哺乳动物，以及根据里奇的计算，夜间澳洲尖齿兽有五个前臼齿和三个臼齿，被称为5/3模式。

虽然引人入胜，但这些证据并没有说服一些学者。“夜间澳洲尖齿兽的跟座盆看起来不像任何像样的真兽类哺乳动物，”圣地亚哥州立大学古生物学家戴维·阿奇博尔德宣称。他指出在夜间澳洲尖齿兽的跟座盆舌侧发现了一系列小尖齿，这些尖齿在真兽类的跟座盆中是看不到的。阿奇博尔德说，这种澳大利亚野兽和真兽类哺乳动物之间的任何特殊相似之处，都可能是趋同进化的结果。阿奇博尔德也不认为牙齿公式是决定性的。他指出，在一些单孔目动物中也观察到了5/3模式，并怀疑这种模式可能是所有兽亚纲哺乳动物的原始特征。

阿奇博尔德和俄克拉荷马大学的理查德·L·西费利都认为，夜间澳洲尖齿兽看起来像是与已灭绝的单孔目动物Steropodon（已知在澳大利亚早白垩世发现的化石）或peramurans有关，peramurans是产生有袋类和真兽类的类群。西费利将他的论点集中在夜间澳洲尖齿兽“非常奇异”的前臼齿上。“这种臼齿化风格，”他断言，“强烈暗示了peramurans。” 夜间澳洲尖齿兽作为单孔目动物和peramurans之间过渡步骤的概念将支持单孔目动物与有袋类和真兽类动物共享比先前认为的更近期的共同祖先的观点。

阿尔伯塔大学古生物学家理查德·C·福克斯提出了更为保守的观点。像里奇一样，他认为夜间澳洲尖齿兽是一种原始的三角尖齿哺乳动物，但不赞同可以比这更具体地对其进行分类。“它有一些类似真兽类的特征，但没有我们用来确定它肯定是真兽类的全套特征。”

到目前为止，里奇的观点已经获得了纽约州立大学石溪分校的戴维·W·克劳斯的初步支持。“就我们对早期哺乳动物进化的了解而言，里奇的解释是最简约的，”他说。由于对冈瓦纳大陆的哺乳动物知之甚少，克劳斯对驳斥里奇的解释持谨慎态度，“仅仅因为根据目前对冈瓦纳大陆早期哺乳动物进化的了解，我们不期望在澳大利亚早白垩世看到真兽类哺乳动物。”他补充说，如果这块化石是在北美洲晚白垩世发现的，“我认为没有人会立即怀疑它不是一块稍微奇怪的真兽类下颌骨。”

克劳斯自己的研究已经在马达加斯加和印度发现了意想不到的哺乳动物。这些“冈瓦纳兽”此前仅在阿根廷为人所知，在夜间澳洲尖齿兽发现的几周内被宣布。克劳斯指出，“这两个发现共同向我强调，我们确实需要对冈瓦纳大陆早期哺乳动物的生物地理学保持开放的心态。”

克劳斯说，如果在澳大利亚早白垩世存在真兽类哺乳动物，那将“将真兽类的记录推回到比我们预期的任何南方陆地更远的地方，并在许多方面彻底改变我们对早期哺乳动物生物地理学的概念。”

尽管如此，解释它们是如何到达那里的仍然是一个难题。“几乎可以肯定的是，你需要一些中间陆地来显示真兽类哺乳动物的存在，而现在我们没有这些记录，”他承认。但克劳斯认为他对冈瓦纳兽扩散的解释可能会有所帮助。“在马达加斯加和印度发现冈瓦纳兽迫使我们重新思考这种分布如何才能说得通，我们通过暗示南极洲而不是非洲充当了生物地理学联系来理解它……同样的场景可能适用于这种早白垩世哺乳动物。”

考虑到夜间澳洲尖齿兽以及来自蒙古的同时期真兽类动物原肯纳兽，里奇猜测真兽类可能在早白垩世时期比之前认为的更广泛地分布在世界各地。也许真兽类比预期的出现得更早——例如，当大陆仍然聚集在一起形成统一的超级大陆盘古大陆时。然而，即使陆生真兽类在1.15亿年前就存在于澳大利亚，里奇也相当肯定它们已经灭绝，可能被有袋类动物取代，并且仅在500万年前重新进入该大陆。

似乎解决这些众多不同观点的唯一方法是找到更多的化石。而这正是里奇和他的团队希望做的。他们有广泛的计划继续在发现夜间澳洲尖齿兽的地点工作。与此同时，争论肯定会继续。“这是有趣的部分，”阿奇博尔德说，“讨论它可能是什么。”