化石下頜骨是哺乳動物何時復甦的標誌

一項對化石野獸的新分析為哺乳動物時代真正開始的故事增添了新的曲折

Mammals

古代哺乳動物在聖地亞哥自然歷史博物館的恐龍屍體上唧唧喳喳。

布萊恩·斯威特克

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


我們現在都知道這個故事了。對恐龍來說極其糟糕的事情最終對哺乳動物來說是好事,6600萬年前的大滅絕為野獸時代的最終實現掃清了道路。哺乳動物不再需要在“可怕的蜥蜴”的腳下受苦,終於可以把世界變成自己的了。

當然,故事並沒有那麼簡單。近年來,中生代哺乳動物都是像鼩鼱一樣的食蟲動物的觀點已經被一系列像松鼠、海狸甚至土豚一樣的哺乳動物所推翻,這些哺乳動物在恐龍時代大量繁殖。更不用說許多熟悉的哺乳動物類群——如靈長類動物——的起源似乎早於可怕的K/Pg災難。該事件當然很重要,但究竟有多重要?

為了回答這個問題,古生物學家 Gemma Louise Benevento、Roger Benson 和 Matt Friedman 研究了哺乳動物下頜骨形狀隨時間的變化。他們評估的是一種差異感——哺乳動物下頜骨隨時間呈現的不同形狀的數量。鑑於這些形狀與飲食有關,下頜骨的細節可以追蹤哺乳動物如何在進化過程中為自己創造新的生態位。


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在分析了從三疊紀最早的哺乳動物時代到始新世優勢野獸崛起時期的 256 種古代野獸的下頜骨後(遠在 6600 萬年前的災難之後),Benevento 及其同事發現,進化喘息空間確實對我們更大的家族產生了影響。儘管哺乳動物在三疊紀、侏羅紀和白堊紀進化出了各種體型和生態位,但在使用下頜骨的方式上相對相似。

巨大的變化發生在白堊紀末期大滅絕之後。隨後的古新世時期的哺乳動物表現出更廣泛的下頜骨形狀範圍,並表達出比其中生代前輩更大程度的不同下頜骨功能。這種趨勢一直持續到始新世,始新世大約始於 5600 萬年前,當時哺乳動物的進化蓬勃發展。不僅在這個時期出現了熟悉的類群的早期成員——如早期蝙蝠、靈長類動物和大象——而且還出現了現在已滅絕的類群,如食肉的鬣齒獸、類犀牛的雷獸等等。

然後,出現的是一個哺乳動物的鑲嵌圖案。之前的研究記錄了哺乳動物的體型在白堊紀末期滅絕後發生了怎樣的劇烈變化。哺乳動物進化出了比以往任何時候都更廣泛的體型範圍。但下頜骨的形狀和功能又是另一回事。

Benevento 及其合作者寫道,從整體上看,哺乳動物的下頜骨形狀在白堊紀末期危機後大約 1000 萬年才真正開始出現明顯的差異。但是,當研究人員單獨觀察真獸類哺乳動物時——即包含有胎盤哺乳動物和有袋哺乳動物的類群——他們發現這個亞群透過進化出更多的下頜骨功能來快速響應生態劇變。滅絕有效地使它們能夠接管以前由更古老的哺乳動物形式佔據的生態空間,或者正如研究人員所寫,“因此,我們初步認為真獸類是 K/Pg 滅絕事件的主要受益者。”

還有更多有待發現。我們對哺乳動物時代初期的大部分了解都來自北美西部。來自世界其他地方的化石對於檢驗和測試關於發生了什麼的想法至關重要。但就目前而言,這個故事超越了恐龍。不僅僅是恐龍抑制了哺乳動物。在較小的範圍內,古老的哺乳動物正在影響真獸類的進化。正是這些較老的哺乳動物形式以及恐龍的滅絕,才給了真獸類蓬勃發展的機會。如果那次小行星撞擊從未發生,那麼它不僅會導致恐龍統治的延續。哺乳動物進化的形態將會截然不同。

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