化石下颌骨是哺乳动物何时复苏的标志

一项对化石野兽的新分析为哺乳动物时代真正开始的故事增添了新的曲折

Mammals

古代哺乳动物在圣地亚哥自然历史博物馆的恐龙尸体上唧唧喳喳。

布莱恩·斯威特克

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我们现在都知道这个故事了。对恐龙来说极其糟糕的事情最终对哺乳动物来说是好事,6600万年前的大灭绝为野兽时代的最终实现扫清了道路。哺乳动物不再需要在“可怕的蜥蜴”的脚下受苦,终于可以把世界变成自己的了。

当然,故事并没有那么简单。近年来,中生代哺乳动物都是像鼩鼱一样的食虫动物的观点已经被一系列像松鼠、海狸甚至土豚一样的哺乳动物所推翻,这些哺乳动物在恐龙时代大量繁殖。更不用说许多熟悉的哺乳动物类群——如灵长类动物——的起源似乎早于可怕的K/Pg灾难。该事件当然很重要,但究竟有多重要?

为了回答这个问题,古生物学家 Gemma Louise Benevento、Roger Benson 和 Matt Friedman 研究了哺乳动物下颌骨形状随时间的变化。他们评估的是一种差异感——哺乳动物下颌骨随时间呈现的不同形状的数量。鉴于这些形状与饮食有关,下颌骨的细节可以追踪哺乳动物如何在进化过程中为自己创造新的生态位。


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在分析了从三叠纪最早的哺乳动物时代到始新世优势野兽崛起时期的 256 种古代野兽的下颌骨后(远在 6600 万年前的灾难之后),Benevento 及其同事发现,进化喘息空间确实对我们更大的家族产生了影响。尽管哺乳动物在三叠纪、侏罗纪和白垩纪进化出了各种体型和生态位,但在使用下颌骨的方式上相对相似。

巨大的变化发生在白垩纪末期大灭绝之后。随后的古新世时期的哺乳动物表现出更广泛的下颌骨形状范围,并表达出比其中生代前辈更大程度的不同下颌骨功能。这种趋势一直持续到始新世,始新世大约始于 5600 万年前,当时哺乳动物的进化蓬勃发展。不仅在这个时期出现了熟悉的类群的早期成员——如早期蝙蝠、灵长类动物和大象——而且还出现了现在已灭绝的类群,如食肉的鬣齿兽、类犀牛的雷兽等等。

然后,出现的是一个哺乳动物的镶嵌图案。之前的研究记录了哺乳动物的体型在白垩纪末期灭绝后发生了怎样的剧烈变化。哺乳动物进化出了比以往任何时候都更广泛的体型范围。但下颌骨的形状和功能又是另一回事。

Benevento 及其合作者写道,从整体上看,哺乳动物的下颌骨形状在白垩纪末期危机后大约 1000 万年才真正开始出现明显的差异。但是,当研究人员单独观察真兽类哺乳动物时——即包含有胎盘哺乳动物和有袋哺乳动物的类群——他们发现这个亚群通过进化出更多的下颌骨功能来快速响应生态剧变。灭绝有效地使它们能够接管以前由更古老的哺乳动物形式占据的生态空间,或者正如研究人员所写,“因此,我们初步认为真兽类是 K/Pg 灭绝事件的主要受益者。”

还有更多有待发现。我们对哺乳动物时代初期的大部分了解都来自北美西部。来自世界其他地方的化石对于检验和测试关于发生了什么的想法至关重要。但就目前而言,这个故事超越了恐龙。不仅仅是恐龙抑制了哺乳动物。在较小的范围内,古老的哺乳动物正在影响真兽类的进化。正是这些较老的哺乳动物形式以及恐龙的灭绝,才给了真兽类蓬勃发展的机会。如果那次小行星撞击从未发生,那么它不仅会导致恐龙统治的延续。哺乳动物进化的形态将会截然不同。

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