恒温动物假说

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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


这是一个稍微修改过的《四足动物园》经典版本(来自第 2 版,首次发表于 2008 年 3 月)...

分子、形态和行为数据令人信服地表明,鸟类深深地嵌套在羊膜动物分支中,该分支还包括鳄鱼、有鳞目动物和龟类——最常被称为爬行动物的分支。因此,鸟类与哺乳动物相去甚远,事实上,鸟类和哺乳动物的谱系早在石炭纪(超过 3.2 亿年前)就已分化。这是没有争议的,并且几十年来一直被认为是“主流”(如下图所示的简化系统发育树中所描绘的那样)。然而,两组动物都存在的温血生理学以及它们普遍相似的四腔心脏和表皮绝缘结构(分别为毛发和羽毛)促使维多利亚时代的先驱解剖学家理查德·欧文提出,这两组动物可能具有特别近的亲缘关系(欧文,1866 年)。他想象两者可能拥有共同的祖先*,并使用了“恒温动物”这个名称来表示他假设的鸟类-哺乳动物分支。

* 众所周知,欧文不同意达尔文的进化概念。然而,他肯定认为某种形式的演变随着时间的推移而发生,并且生物体通过共同祖先的后代而联系在一起。


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因此,根据这种恒温动物模型,鸟类和哺乳动物是姐妹群,它们因其恒温性、完全分隔的心脏、呼吸性鼻甲骨、神经和血管特征等等而联合在一起。这个概念最著名的支持者是布赖恩·加德纳;他在高影响力的期刊上发表了一些相当长的论文,其中最著名的是加德纳(1982 年)。不幸的是,加德纳此后因这一切而闻名,而他关于脊椎动物系统发育学、皮尔当人和达尔文通信的文章应该更广为人知。几年前(我认为是 2002 年),当他担任阿尔贝托·瓦斯科塞洛斯在朴茨茅斯大学的博士论文的外部考官时,我见过他,他仍然非常热衷于这个想法,他认为,如果我对羊膜动物关系的“传统”版本感到满意,那是我自己的事(即,我很愚蠢)。

然而,在后维多利亚时代,加德纳并非复活整个恒温动物概念的始作俑者。丹麦胚胎学家索伦·勒夫特鲁普早几年发表了关于该假说的文章(勒夫特鲁普,1977 年),后来又发表了一篇进一步支持该提议的论文(勒夫特鲁普,1985 年)*。勒夫特鲁普和加德纳都引用并讨论了约翰·雷在 1693 年和欧文在 1866 年提出的观察结果,他们都支持鸟类-哺乳动物群不包括其他四足动物的想法(是的,我说的是 1693 年和 1866 年)。勒夫特鲁普和加德纳都没有使用欧文的术语“恒温动物”;相反,他们使用了另一种拼写“血温动物”。

* 我最近才意识到,勒夫特鲁普最出名的是他对进化论的坚定批评;他认为进化并非如达尔文提出的那样进行,而是通过称为宏突变的重大跃变事件发生。

正如后来一系列作者(例如,戈蒂埃,1988a,b;坎普,1988;本顿,1985,1991)所讨论的那样,人们只能通过忽略和排除大量矛盾的数据,才能得出鸟类和哺乳动物在四足动物中具有特别近的亲缘关系的结论。勒夫特鲁普和加德纳都忽略了化石,主要依赖于软组织特征,并且仅包括少数(字面上是三四个)与他们偏爱的拓扑结构相矛盾并支持传统拓扑结构的特征:例如,两位作者都没有包括或讨论大量将鳄鱼和鸟类联合在一起的骨骼和软组织特征。此外,几乎所有恒温动物的“共同派生特征”都可以被证明比提议的分布更广泛、非同源或只是完全错误(例如,本顿,1985 年,第 103-106 页)。

我承认自己是那些被礼貌地称为非标准假说的狂热爱好者。我也是推测性动物学的忠实粉丝。如果您将对这两个领域的兴趣结合起来,一个显而易见的问题就会脱颖而出:祖先恒温动物会是什么样子?在一个哺乳动物和鸟类共享直接祖先的平行宇宙中,我们需要想象一种以某种方式结合了两者特征的生物。在这里,我们找到了随附插图中所示的奇异生物的起源:这就是祖先恒温动物,如图所示,用于扬维尔(1984 年)发表的关于该假说的一篇文章。我很遗憾不知道艺术家的名字(当我找到时我会添加)。

我最初在《四足动物园》上发布了这种动物的图片,并邀请人们尝试猜测它是什么。建议包括来自《黑水晶》的 squabrat(如果真有这种东西)、罗默的地狱蜥、一张旧的鼯猴图片、一个原始蝙蝠、原始翼龙、树栖兽脚类动物、过时的始祖鸟、树鼩、攀爬鸭负鼠、树栖丽齿兽、原始 rope 或道格尔·迪克森的 arbrosaur 之一。太棒了;《四足动物园》的读者让我感到自豪。

像恒温动物概念这样的“另类”提议可能是一件好事,因为它们迫使研究人员收紧“传统”模型并整理出更具说服力的支持数据集,但它们也可能导致人们浪费大量时间,而他们本可以做更有用的事情。

有关先前《四足动物园》关于“非标准假说”的文章,请参阅...

参考文献 - -

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Darren Naish is a science writer, technical editor and palaeozoologist (affiliated with the University of Southampton, UK). He mostly works on Cretaceous dinosaurs and pterosaurs but has an avid interest in all things tetrapod. His publications can be downloaded at darrennaish.wordpress.com. He has been blogging at Tetrapod Zoology since 2006. Check out the Tet Zoo podcast at tetzoo.com!

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