哺乳動物體溫很高。維持較高的恆定體溫的能力——科學上稱為內溫性，俗稱溫血性——是使這些動物能夠適應從極地海洋到酷熱沙漠等多種不同棲息地的關鍵因素。然而，哺乳動物究竟何時進化出這種能力，長期以來一直是個謎。
尋找古代生物生理機能如何運作的直接證據是一項具有挑戰性的任務。關於溫血或冷血的最有用的軟組織很少儲存在化石中，古生物學家顯然無法直接測量已滅絕動物的體溫。但是，透過觀察化石哺乳動物及其近親的內耳，古生物學家發現，哺乳動物在爬行動物時代全面展開時開始變暖。
倫敦自然歷史博物館的古生物學家羅曼·大衛及其同事的新研究側重於哺乳動物內耳中的半規管系統（SDS）。正如研究人員週三在《自然》雜誌上報道的那樣，這些位於脊椎動物耳朵內的小環調節著平衡、視覺和運動控制等關鍵功能。這些結構的進化受到體溫的影響：相對較高的溫度會導致環內液體粘度降低，因此溫血物種的內耳導管和管道的形狀不同，並且通常比冷血物種的更小。大衛和他的同事使用內耳的形狀和大小作為動物體溫和行為的替代指標，以確定哺乳動物何時開始變成內溫動物。
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“我很驚訝內耳可以如此出色地幫助我們評估體溫和溫血性，”大衛說。整個專案始於他和里斯本大學的古生物學家裡卡多·阿勞約在一次會後討論，討論為什麼魚類的內耳相對於其體型而言比陸地動物大得多。研究人員推測，體溫可以解釋這種差異——而且這種差異也可能出現在化石中。研究人員著手收集了 56 個化石合弓綱動物（包含哺乳動物及其近親的類群）的資料集，以確定哺乳動物祖先何時跨越了這個關鍵的生理閾值。
溫血哺乳動物形態類（左圖）和冷血早期合弓綱動物（右圖）的內耳（紅色）之間的尺寸差異。內耳是針對體型相似的動物進行比較的。圖片來源：羅曼·大衛和裡卡多·阿勞約
研究人員提出，哺乳動物的先驅在大約 2.33 億年前的三疊紀時期開始變暖。那時，恐龍剛剛開始大量繁殖，爬行動物是陸地上最突出和最多樣化的生物，而哺乳動物的前身是相對較小的、有點像鼬鼠的生物。後者在技術上被稱為哺乳動物形態類，在此期間體溫經歷了相當大的躍升——在攝氏五到九度之間。這個時間意味著溫血性是一種非常古老的遺傳特徵，它在第一批真正的哺乳動物出現之前就已經進化出來。
“研究人員幾十年來一直試圖解開哺乳動物特徵（如內溫性）的軌跡，”牛津大學古生物學家艾爾莎·潘西羅利說，她沒有參與這項新研究。過去每種方法都對時間和哪些型別的哺乳動物近親是溫血動物提出了不同的答案。但是，潘西羅利說，基於內耳解剖學的新結果似乎“可靠”——特別是因為在現存物種中也可以觀察到 SDS 和體溫之間的相同關係。
這些結果重新校準了之前一些關於哺乳動物內溫性起源的研究提出的觀點。使用包括骨骼化學和細胞結構在內的其他證據線索，他們暗示內溫性甚至在更早的原始哺乳動物中就已進化出來，這些原始哺乳動物生活在超過 2.52 億年前，例如被稱為 Gorgonopsids 的劍齒食肉動物和被稱為 Dicynodonts 的喙狀、長牙草食動物。然而，儘管有之前的研究，但新的證據表明，溫血性在數百萬年後才成為哺乳動物歷史上的一個主要特徵。這項新研究的日期約為 2.33 億年前，更接近於小型、毛茸茸的生物（更類似於我們認為的真正哺乳動物）開始進化的時間。研究合著者、菲爾德博物館古生物學家肯尼斯·安吉爾奇克指出，考慮到諸如敏感的鬍鬚和聲音傳導內耳骨骼的變化等特徵起源於三疊紀，“最終，內溫性與其他一切一起出現也就不足為奇了。”
這項新研究的結論存在一些注意事項。與之前的研究一樣，研究人員檢查的一些原始哺乳動物似乎更接近溫血動物，而一些早期哺乳動物似乎更接近冷血動物。“研究人員長期以來已經認識到，區分哺乳動物的特徵——例如溫血、毛皮、產奶量和活動增加——可能都是在不同時間和不同群體中零星進化的，”潘西羅利說。這項新研究確定了哺乳動物形態類體溫的總體變化，但總有一些個體物種打破了規則。
在爬行動物時代，進化出溫暖的體溫並變得更加活躍，這有助於哺乳動物的傳播和成功。在過去的二十年中，古生物學家推翻了舊的觀念，即三疊紀、侏羅紀和白堊紀時期的哺乳動物都是在黑暗中四處奔跑的小型食蟲動物。最近的發現也證實，早期哺乳動物及其近親會游泳、挖掘、從樹上滑翔，甚至還吃幼年恐龍。即使恐龍高聳於它們之上，溫暖的身體和驅動更活躍和複雜行為的燃料也為哺乳動物的成功奠定了基礎——這是我們自身以及我們今天看到的壯麗野獸的深刻背景故事的關鍵部分。