2.52億年前哺乳動物祖先的諾亞方舟

楊嶺楠 編譯

當今的哺乳動物和鳥類是真正的溫血動物，並且也是唯一的溫血動物。他們統稱為恆溫動物，意味著他們可以從自己的身體里產生熱量。變溫動物則與恆溫動物截然不同，變溫動物利用外部因素吸取熱量，比如陽光。變溫動物也被稱為冷血動物。

哺乳動物存在爭議的特徵

哺乳動物溫血特徵的來源一直存在爭議，產生爭議的原因有兩個源頭。一是研究發現，冷血爬行動物的數個解剖學特徵也與溫血特徵有聯繫。二是這些特點在化石中並沒有得到連續保存，所以科研人員無法判斷溫血特徵的存在是否連續。

研究人員目前的新發現有待解開爭議。新的研究成果揭示了哺乳動物進化出溫血性新陳代謝機制的途徑。進化出來的新陳代謝機制幫助它們在2.52億年前二疊紀晚期發生的物種大滅絕中存活了下來。

研究人員通過對比化石中氧的同位素比例發現，哺乳動物的祖先犬齒獸在二疊紀晚期（2.59億-2.52億年間）獲取了溫血特徵。這要比研究人員認為的哺乳動物溫血特徵起源時間更早。

但是，研究也表明，犬齒獸並不是唯一獲取溫血特徵的動物。雙齒獸被認為是冷血動物，但在同一時期也獨立進化出了溫血特徵。

研究認為，氣候是引發哺乳動物溫血特徵進化的主要因素，在哺乳動物進化成功史中起了決定性作用。研究人員提出，由於雙齒獸和犬齒獸在三疊紀之前已經具備恆溫的新陳代謝機制，因而在三疊紀中可以應付溫度的起伏變化。

溫血動物的特點

具有溫血特徵的動物有幾個特點。首先，其鼻和吻的內部有特殊的骨頭結構，叫做鼻甲骨。鼻甲骨延長了空氣進入體內的距離，使空氣在吸入過程中得到加熱。同時，上齶骨將口腔與鼻腔隔離開來，使動物可以持續呼吸，即使在進食過程中也能自如呼吸。另外一個特點雖然在化石記錄中罕見，但確實起到了隔離保護層作用，即動物擁有毛皮。

研究人員在推斷形態學特徵起源時，會面臨一個風險：這些特徵並不來自於同一時代。部分特徵在動物身上出現得更早。因此，研究人員採取前所未有的創新方法，對二疊-三疊紀的似哺乳爬行動物（獸孔目爬行動物）的骨頭和牙齒進行了氧的同位素分析。這種手段曾用於對恐龍的分析。

2.52億年前，在二疊紀和三疊紀之間的過渡時期，發生了地球歷史上最具毀滅性的物種大滅絕。史前氣候的重建表明，在二疊紀末期氣候變冷，隨後在三疊紀到來之前，氣候突然急劇變暖。

研究人員對南非、賴索托、摩洛哥和中國保存的動物群體的化石記錄進行了取樣分析。尤其針對同一時期同一地區的獸孔目爬行動物和部分四足動物進行了取樣。研究人員因此可以甄別出溫血性的獸孔目爬行動物和冷血性的獸孔目爬行動物，並且可以對溫血特徵的進化時間掌握得更加清晰。

三疊紀時期出現在南非地區的獸孔目雙齒獸水龍獸的頭骨。

研究人員發現二疊紀的獸孔目爬行動物和同時存在的四足動物具有相似的體溫。但是，形成對比的是，三疊紀的獸孔目爬行動物卻已經成為了恆溫動物。

二疊紀的雙齒獸和犬齒獸都是冷血動物，但到了三疊紀，同樣的種群已經變成溫血動物。這就意味著，它們在二疊紀晚期已經獲得了溫血特徵。

既已知溫血特徵進化於二疊紀晚期，便可得出兩個重要發現。首先，這兩類動物種群是獨立出現的。在二疊紀時期，它們的祖先還不是溫血動物。第二，即便他們在二疊紀晚期出現的時期不同，但他們在二疊紀末期經歷了同樣的全球氣候變遷的選擇過程，然後存活了下來。

似哺乳爬行動物存活下來，正是緣於溫血特徵，即自身可以產生熱量的能力，於是它們便可在較為寒冷的地區或季節溫度變化劇烈的地區存活。從地質學角度看，則意味著具有溫血特徵的物種在重大和快速的氣候變化中，存活機會更大。

科學媒介中心（Science Media Center）秉承著全球視野，時代高度，歷史縱深，科技前沿的理念，致力於傳播科學共同體權威，理性，及時，準確的聲音，並為廣大科技工作者搭建科學傳播的平台。

點擊展開全文

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！