今天地球上只剩下兩種卵生哺乳動物——鴨嘴獸和針鼴，或稱多刺食蟻獸。這些奇怪的“單孔目動物”曾經統治澳大利亞，直到它們的有袋錶親，有袋類動物，在7100萬到5400萬年前入侵這片土地，並將它們掃蕩一空。新的研究表明，這兩種生物之所以能夠倖存下來，是因為它們的祖先進入了水中。
在前往澳大利亞之前，有袋類動物已經從亞洲遷徙到美洲再到南極洲。澳大利亞國立大學位於堪培拉的進化生物學家馬修·菲利普斯說，被迫與沿途的所有動物競爭，有袋類動物可能已經為競爭做好了準備，因此解釋了它們在澳大利亞的巨大成功：“那麼問題就變成了，‘為什麼單孔目動物倖存了下來？’”
菲利普斯和他的同事認為，鴨嘴獸和針鼴之所以能夠度過有袋類動物的入侵，是因為它們的祖先在有袋類動物無法追隨的地方——水中——找到了避難所。當有袋類動物出生時，它們需要持續吸吮乳汁數週，因此，如果它們的母親必須長時間游泳，新生兒可能會溺水。
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對於鴨嘴獸這種兩棲動物來說，這個理論似乎是合理的。然而，針鼴完全生活在陸地上。研究人員使用遺傳學來尋找答案。他們發現針鼴僅在1900萬至4800萬年前才從鴨嘴獸中分化出來，這意味著針鼴最近才擁有半水生的祖先，並且後來才重新在陸地上定居。針鼴的許多特徵表明，它們可能曾經擁有類似鴨嘴獸的兩棲祖先——流線型的身體、向後突出的後肢可以充當舵，以及胚胎髮育期間類似鴨子的喙的輪廓。
先前一項關於早期單孔目動物化石的研究表明，鴨嘴獸和針鼴在超過1.1億年前就已分化，遠遠早於遺傳分析顯示的年代。但菲利普斯的研究小組重新分析了這些早期化石的439個特徵，發現針鼴和最近進化的鴨嘴獸更好地歸為一組，而不是與更古老的化石歸為一組。重建的譜系支援了研究人員的遺傳學發現，他們於9月23日在美國國家科學院院刊線上報告了這一發現。“基因和骨骼現在似乎在講述同一個故事，這令人鼓舞，”紐約市美國自然歷史博物館的哺乳動物學家羅賓·貝克說，他沒有參與這項研究。
到目前為止，科學家還沒有找到針鼴從水中過渡的化石證據；貝克說，單孔目動物的化石記錄仍然很不完整。但是澳大利亞的許多化石遺址都有2000萬到2500萬年的歷史，大約是研究人員認為針鼴進化的時間。“如果幸運的話，未來對這些遺址的考察將發現針鼴化石，這些化石記錄了從類似鴨嘴獸形態的過渡，”他建議道。
菲利普斯說，單孔目動物中卵生和來自遙遠祖先的其他原始特徵（例如類似爬行動物的肩部）的存在，通常被認為是它們明顯劣勢的原因。這些新發現有助於以積極的眼光重新審視這些古老的特徵——例如，雖然類似爬行動物的肩部不利於快速奔跑，但它們提供了強大的支撐，允許巨大的肩部和手臂肌肉幫助針鼴鑽入泥土，鴨嘴獸在水中機動。“大多數爬行動物也擁有這些‘原始’特徵，然而，就物種數量而言，它們比任何哺乳動物群體都更成功，”菲利普斯補充道。
注：本文最初以“奇異的單孔目動物”為標題印刷。