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
我们对我们从哪里来着迷。我们的祖先是谁?他们是什么样的?
当然,这只到此为止。你追溯的时间越久远,生物看起来越不像人类,我们就越少关注我们的前辈和亲戚。也许这就是为什么犬齿兽不是一个家喻户晓的词,而尼安德特人却是。但是人类的故事不仅仅是关于直立行走或敲击岩石来制造石器。毕竟,我们是哺乳动物,是更广泛的家庭的一部分,拥有一些非常突出的特征。例如,我们自己产生热量并保持或多或少的恒定体温。一项新的研究概述了我们的原哺乳动物祖先何时进化出这种惊人的能力。
到目前为止,我们恒温性的起源仍然是一个谜。生理学并不能真正化石化,因此古生物学家不得不寻找替代物来寻找线索。例如,毛皮无疑与维持体内火焰的运转有关,而已知的最早的带毛皮化石大约有1.65亿年的历史。与胡须相关的脑结构也表明,早在约2.4亿年前就出现了毛发,这暗示哺乳动物“温血”的特征在当时也已进化出来。
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但还有另一种方法。
在一项新的研究中,古生物学家凯文·雷伊和他的同事们研究了二叠纪和三叠纪骨骼中的氧同位素,以估计原哺乳动物的体温。这种方法以前已用于其他生物群体——例如,海洋爬行动物——并且依赖于研究化学特征和体温之间的关系。古生物学家发现的结果为我们的祖先和亲戚何时开始变得恒温提供了一个新的日期。
研究人员采样了合弓纲动物(包含哺乳动物及其近亲的类群)的骨骼,这些动物生活在二叠纪和三叠纪的不同纬度。雷伊和他的同事们写道,其想法是,体温随周围环境波动的合弓纲动物会显示出氧同位素值的分散,而保持恒定体温的合弓纲动物不会受到地理变化的影响,并且变异性会较小。他们确定,至少有两个原哺乳动物谱系显示出恒温性的迹象——一群像猪一样、长着獠牙的生物,如水龙兽,以及包括最终衍生出第一批真正哺乳动物的谱系的鼬科动物,称为真犬齿兽。

合弓纲动物的系统发育树,表明了代谢升高可能进化的位置。 来源:Rey et al. 2017
这两个群体似乎都在二叠纪末期,即2.59亿至2.52亿年前进化出了升高的代谢率。问题是为什么。雷伊和他的同事们提出了几种可能性。
研究人员指出,全球气候在二叠纪末期正在降温,随后在结束该时期的大灭绝期间迅速变暖。也许气候的剧烈波动选择了那些能够产生自身体热——甚至保持体温稳定——的动物,在这个生命史上压力巨大的时期。
更重要的是,恒温性通常与快速生长速率有关。雷伊和他的合作者认为,这可能使恒温原哺乳动物比它们的亲戚更早达到生殖成熟期,使它们能够延续它们的谱系,而其他生长缓慢的类型则灭绝了。简而言之,古生物学家认为,恒温性“可能使某些兽孔目动物能够在那时期的剧烈气候变化中幸存下来,并征服新出现的空缺生态位”,使我们的祖先和我们的一些亲戚能够在有史以来最严重的大灭绝中幸存下来。
参考文献
Rey, K., Amiot, R., Fourel, F., Abdala, F., Fluteau, F., Jalil, N., Liu, J., Rubidge, B., Smith, R., Steyer, S., Viglietti, P., Wang, X., Lécuyer, C. 2017. 氧同位素表明二叠纪-三叠纪兽孔类动物多个进化支系内存在升高的热代谢。eLIFE。doi: 10.7554/eLife.28589