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"生命之树"谜团不断 哺乳动物或诞于恐龙灭绝后

http://www.kexue.com 2013-05-23 17:03:57 北京日报  发表评论


有胎盘类哺乳动物的共同祖先复原图,一种小型的食虫动物

  一个国际研究小组利用世界上最大的包含了形态和基因的数据集,重建了有胎盘类哺乳动物的共同祖先。该研究小组包括了纽约州立大学莫琳-奥利里等科学家,中国古脊椎动物与古人类研究所的倪喜军研究员也参与了这项研究。

  根据对有胎盘类哺乳动物的形象化重建,研究者认为有胎盘类哺乳动物的共同祖先是一种小型的食虫哺乳动物。与以往流行的观点不同,研究者认为它们出现在非鸟恐龙绝灭之后,并没有和恐龙同时生活在我们的地球上。研究成果刊登在日前出版的《科学》杂志上。

  流行观点认为哺乳动物曾与恐龙共处

  现生的有胎盘类哺乳动物物种繁多,大约有5100种。这些动物我们非常熟悉,在动物园很容易看到,其中许多种类是我们非常喜欢的动物,如:大象、熊猫、猴子、老虎、狗等。拥有最高智慧的人类也是有胎盘类哺乳动物的物种之一。

  加上丰富的哺乳动物化石物种,有胎盘类哺乳动物无疑是演化非常成功的一大类群,它们繁荣兴旺、数量繁多,占据了新生代哺乳动物95%的比例。那么这些动物最初出现在什么时间,又是在什么时间分化的呢?

  过去,有些科学家认为有胎盘类哺乳动物最早的类群在中生代已经出现,它们个体很小,在那个弱肉强食的时代,面对中生代的“霸主”恐龙,早期的哺乳动物只能退避三舍,因此它们曾一度生活在非鸟恐龙的阴影下。大约在6500万年前,在白垩纪-古近纪的生物绝灭事件中,恐龙和地球上约70%的物种都绝灭了,有胎盘类哺乳动物们的祖先却从这场巨大的灾难中幸存下来,随后迅速分化,赢得生存的曙光。但是这一观点并没有得到化石证据的支持,因为目前还没有发现恐龙灭绝之前的哺乳动物化石。

  新研究认为哺乳动物出现在恐龙灭绝20万年后

  科学家最新的研究结果却表明,有胎盘类哺乳动物的共同祖先并非起源于中生代,而是出现在恐龙绝灭之后的很短时间内,它们是一类小型的、食虫的、善于爬树的动物。这项研究的主导作者、身兼纽约州立大学石溪分校医学院解剖科学系的副教授和美国自然历史博物馆客座研究员的莫琳-奥利里认为:“通过对数据的分析,我们发现有胎盘类的共同祖先起源于恐龙绝灭之后,它们并没有和恐龙同时生活在地球上”。这些早期的哺乳动物的出现,填补了恐龙和其他大型爬行动物灭绝之后留下的空缺生态位,有利的生态环境促进了祖先物种的快速分化。科学家们推测,这些祖先物种的分化时间大概在白垩纪-古近纪的生物绝灭事件之后的20到40万年间。也许在不久的未来,我们的科普书中关于“与恐龙同行的早期哺乳动物”的内容要重新书写了,因为有胎盘类的共同祖先很可能从未与恐龙谋面,恐龙面前的退避三舍的“胆小鬼”这一说法也就不能成立了。

  科学家们利用生命之树推测出有胎盘类哺乳动物祖先的解剖学特征,认为有胎盘类哺乳动物的祖先和我们人类一样,具有双角子宫,具有沟回的大脑皮层以及具有母体血液与胎儿膜紧密接触的胎盘。这种体重只有6到245克的祖先物种,身体表面覆盖了毛发,极小的身体后面长着毛茸茸的尾巴,它们生活在森林环境,善于攀爬树木、跑跳,依靠捕食昆虫为生。它们的牙齿也像我们人类一样,分化为门齿、犬齿、颊齿。

  生命之树还有很多谜团需要破解

  过去有一种“白垩纪陆地革命”理论,即发生在侏罗纪和白垩纪的冈瓦纳大陆解体事件是有胎盘哺乳动物物种分化的动力。一些学者认为这些有胎盘类的祖先通过游泳或者其他的方式经历了长途的跋涉,到达解体后的大陆板块。然而新的生命之树告诉我们,冈瓦纳大陆的解体远远发生在有胎盘类哺乳动物出现之前,这一事件和有胎盘类哺乳动物的分化没有关系。

  另外,新的研究结果还告诉我们,今天仅生活在非洲大陆的大象、土豚等非洲兽类,它们的祖先并不是起源于非洲,而是在美洲。“这些动物最初是如何进入非洲是一个很重要的研究课题,也是这项研究构建的生命之树所要探讨的问题之一”,曾在美国自然历史博物馆做博士后、现在已经是巴西米纳斯吉拉斯联邦大学教授、也是本文作者之一的费尔南多-佩里尼说。

  “发现生命之树就如同重建犯罪现场,故事发生在过去,你不可能重复。”莫琳-奥利里这样来形容,“对于犯罪现场,DNA这一新工具增加了重要的信息,但是其它的实体线索,比如尸体也同样重要,化石和解剖结构就如同犯罪现场中的尸体,只有把所有的证据都结合起来才能对过去的事件做出信息量最大的重建。”

  背景知识

  有胎盘类哺乳动物

  哺乳动物主要分为原兽亚纲和兽亚纲,其中兽亚纲又分为三个次亚纲,分别为:古兽次亚纲,后兽次亚纲,真兽次亚纲。原兽亚纲现生的代表只剩下产卵的鸭嘴兽和针鼹,我们熟悉的如袋鼠、袋狼等生活在澳洲的这些可爱的有袋类,它们被包括在后兽次亚纲中。真兽次亚纲包括了所有的有胎盘类哺乳动物。

  有袋类和有胎盘类哺乳动物的主要区别是,雌性成年有袋类怀孕一个短时期后,就生下未长成的幼仔,然后把幼仔放入母亲的育儿袋,小幼仔在育儿袋中继续发育。有胎盘类的幼仔则是在母体内生长相当长时期,发育较成熟时出生,然后母亲对幼仔有一段较长时间的哺乳和抚育时期。

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