國(guó)際團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)：距今1.6億年，最原始的哺乳動(dòng)物會(huì)滑翔

　　在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物中有一種比較特別的類型，它們能在空中滑翔，比如中國(guó)的特有物種復(fù)齒鼯鼠、東南亞的鼯猴、澳洲的有袋飛鼠，這在哺乳動(dòng)物演化歷史上是最為特異的演化適應(yīng)特征之一，那么，這種特征最早又是出現(xiàn)在什么時(shí)候？
 

　　由北京自然博物館、美國(guó)芝加哥大學(xué)和河北地質(zhì)大學(xué)組成的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)，在距今約1.6億年的晚侏羅世地層中，發(fā)現(xiàn)了兩種最原始的滑翔哺乳型動(dòng)物化石，它們和現(xiàn)代滑翔哺乳動(dòng)物的演化如出一轍。
 

　　這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)演化生物學(xué)來(lái)說(shuō)意義重大。現(xiàn)代滑翔哺乳動(dòng)物一般性的演化模式實(shí)際上在遠(yuǎn)古哺乳動(dòng)物的遠(yuǎn)親中就已經(jīng)存在，所謂的“特異”其實(shí)一點(diǎn)也不稀奇。

　　最原始的滑翔動(dòng)物
 

　　三年前，北京自然博物館、美國(guó)芝加哥大學(xué)和河北地質(zhì)大學(xué)組成的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)到化石產(chǎn)地遼寧省建昌縣和河北省青龍縣調(diào)研時(shí)，發(fā)現(xiàn)了幾塊還處于原始埋藏狀態(tài)的化石，因?yàn)樯形唇?jīng)過(guò)修復(fù)，無(wú)法看到骨骼細(xì)節(jié)，科研人員只能判斷是獸類。
 

　　當(dāng)這些化石經(jīng)過(guò)了精心修復(fù)，他們才找到了一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，這些化石保存了非常清晰的皮翼，這些皮翼連接在頸部、前后肢和尾椎之間，形成前皮翼、側(cè)皮翼和尾皮翼。這可是現(xiàn)代滑翔型動(dòng)物最顯著的特點(diǎn)，四肢肢骨與軀干之間的皮膚衍生物會(huì)連接成一張翼膜，當(dāng)四肢打開(kāi)時(shí)就像一個(gè)降落傘。
 

　　然而，這些新發(fā)現(xiàn)的化石可比現(xiàn)代滑翔型動(dòng)物古老了許多，它們出現(xiàn)在距今約1.6億年的晚侏羅世。經(jīng)過(guò)鑒定，它們屬于哺乳型動(dòng)物的基干支系，也是現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的祖先類群——賊獸類的新屬種，分別被命名為似叉骨祖翼獸和雙缽翔齒獸。賊獸類是哺乳動(dòng)物演化樹(shù)的早期分化絕滅支系，最早出現(xiàn)在2.1億年前。
 

　　在此之前，中國(guó)的古生物學(xué)家在內(nèi)蒙古寧城發(fā)現(xiàn)的最早帶翼膜的哺乳動(dòng)物化石是距今約1.25億年前的遠(yuǎn)古翔獸，不同于賊獸類。北京自然博物館研究員孟慶金告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，祖翼獸和翔齒獸的系統(tǒng)演化位置比遠(yuǎn)古翔獸更古老，因此，它們成為了所有哺乳動(dòng)物漫長(zhǎng)演化歷程中最為原始的滑翔動(dòng)物。
 

　　由于化石保存非常完好，要確認(rèn)化石類型并不十分困難，但是古生物學(xué)家卻偏偏給自己出了個(gè)難題。“假如這些化石沒(méi)有保存皮膜，我們還能不能有別的辦法證實(shí)它們是滑翔動(dòng)物？”芝加哥大學(xué)教授羅哲西說(shuō)。
 

　　于是，他們想到從四肢骨骼的比例入手。羅哲西介紹，團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)大數(shù)據(jù)庫(kù)，把80多個(gè)屬種的動(dòng)物，進(jìn)行肢骨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與形態(tài)學(xué)的多變量分析，從而把能滑翔的、樹(shù)棲不能滑翔的、陸棲的動(dòng)物區(qū)分開(kāi)，然后對(duì)化石哺乳動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行推斷。
 

　　孟慶金表示，他們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)生有胎盤和有袋類動(dòng)物中的滑翔運(yùn)動(dòng)模式與肢體元素與身體長(zhǎng)度的比例有很好的相關(guān)性。通過(guò)化石數(shù)據(jù)的對(duì)比，認(rèn)為新發(fā)現(xiàn)的祖翼獸和翔齒獸與現(xiàn)生的滑翔動(dòng)物更相似，證明它們的確是具有滑翔能力的。
 

　　有所不同的是，祖翼獸和翔齒獸的前肢活動(dòng)主要發(fā)生在肩鎖關(guān)節(jié)和肱骨關(guān)節(jié)處，它們具有非常堅(jiān)固的間鎖骨—鎖骨，可以實(shí)現(xiàn)肩部和前肢之間的機(jī)動(dòng)性，所以才獲得滑翔能力，而現(xiàn)生的有袋類和有胎盤類動(dòng)物在滑翔時(shí)的肩部活動(dòng)主要發(fā)生在鎖骨與胸骨轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)處。

　　趨同演化的新證據(jù)
 

　　通過(guò)對(duì)現(xiàn)代哺乳動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模式和形態(tài)學(xué)的多變量分析，古生物學(xué)家還有一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，并不是所有的賊獸類都是可以滑翔的，其他的一些賊獸屬種是適于樹(shù)棲生活的類群，而祖翼獸和翔齒獸是樹(shù)棲賊獸類群中的一部分，也就是說(shuō)，它們是從樹(shù)棲生活的賊獸祖先類群演變而來(lái)的。
 

　　羅哲西認(rèn)為，這對(duì)哺乳動(dòng)物演化的理解有非常重要的意義。這是因?yàn)楝F(xiàn)代滑翔動(dòng)物滑翔運(yùn)動(dòng)方式的演化模式同樣是從陸地來(lái)到樹(shù)上，然后換上了皮翼。
 

　　最簡(jiǎn)單的例子就是松鼠，他解釋，松鼠整個(gè)大支系都是適應(yīng)陸地生活的。它們中的幾支來(lái)到了樹(shù)上，成為了完全樹(shù)棲的松鼠，比如分布在亞洲東南部的巨松鼠，它們幾乎從不下地，除非被擊傷跌落。這些支系最終又演變出了飛鼠這一支，比如中國(guó)特有的復(fù)齒鼯鼠。
 

　　再比如人見(jiàn)人愛(ài)的澳洲蜜袋鼠、甜袋鼠，它們是體型很小的有袋動(dòng)物，身體兩側(cè)擁有滑行膜，從手關(guān)節(jié)延伸到腳踝，能在樹(shù)林間滑行。羅哲西說(shuō)，從系統(tǒng)分類上，它們屬于樹(shù)棲負(fù)鼠的亞支，而負(fù)鼠又是與袋鼠的支系相聯(lián)系的。
 

　　“在樹(shù)棲生活方式基礎(chǔ)上發(fā)展出滑翔運(yùn)動(dòng)方式具有很多優(yōu)勢(shì)。”孟慶金解釋，滑翔比攀爬更快捷，活動(dòng)范圍更大，有利于食物的大范圍獲?。贿€能夠更有效地躲避其他地棲動(dòng)物的捕食；其次，可以避免樹(shù)棲空中生活帶來(lái)的墜地等意外損傷。
 

　　所以，從現(xiàn)生的有袋類和有胎盤類的樹(shù)棲類祖先和其他中生代哺乳動(dòng)物開(kāi)始，滑翔飛行便在這些動(dòng)物中經(jīng)歷了多次且不斷重復(fù)的漫長(zhǎng)的演化歷史。
 

　　除此之外，中生代哺乳型滑翔動(dòng)物還與現(xiàn)代滑翔哺乳動(dòng)物的一種生活方式相同，它們的牙齒形態(tài)趨同相似，都是植食性動(dòng)物。
 

　　羅哲西指出，滑翔動(dòng)物一般都有賴于森林環(huán)境，現(xiàn)代滑翔動(dòng)物大多數(shù)生存在有花被子植物的森林里，有一定的運(yùn)動(dòng)空間。它們?cè)跇?shù)木的某一些部位取食，比如嫩葉、種子、果實(shí)，以及其它像花一樣的軟組織等。
 

　　只是，有花被子植物在侏羅紀(jì)時(shí)還沒(méi)有占據(jù)植物群的主導(dǎo)地位，因此，中生代哺乳型滑翔動(dòng)物是以晚侏羅世已知的蕨類植物，以及蘇鐵類、銀杏類、松柏類等裸子植物為主要食物，主要取食植物較軟的部分，例如新鮮的嫩葉、嫩枝分生組織、球果以及可能的種子蕨類植物的生殖結(jié)構(gòu)。
 

　　由此可見(jiàn)，植食性與滑翔運(yùn)動(dòng)組合的生活方式，最早已經(jīng)出現(xiàn)在原始哺乳動(dòng)物與侏羅紀(jì)植物生態(tài)系統(tǒng)中。一億年之后，又在現(xiàn)代哺乳動(dòng)物與被子植物中重新演化出現(xiàn)，這正是趨同生態(tài)演化的新例證。
 

　　哺乳動(dòng)物從來(lái)不怕嘗試新環(huán)境
 

　　哺乳動(dòng)物是當(dāng)今世界上最重要也是相當(dāng)繁榮多樣的動(dòng)物類群之一，現(xiàn)生物種超過(guò)5400種。不過(guò)，單憑物種數(shù)量，它們并不是魚(yú)類和鳥(niǎo)類的對(duì)手，甚至不如爬行動(dòng)物來(lái)得多?？梢摻Y(jié)構(gòu)和生態(tài)分異，它們的豐富程度則是遙遙領(lǐng)先，不但形態(tài)各異，而且有樹(shù)棲、穴居、滑翔、半水生、水生等類型。
 

　　孟慶金表示，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，只有現(xiàn)生哺動(dòng)物、新生代哺乳動(dòng)物才具有這樣的特點(diǎn)，而最早的哺乳動(dòng)物是出現(xiàn)在恐龍稱霸的中生代，彼此之間解剖結(jié)構(gòu)分異不大，生活在不同環(huán)境的生態(tài)機(jī)會(huì)也有限。
 

　　然而，這些年在國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的各種早期哺乳動(dòng)物化石逐漸證明了，盡管它們?cè)谥猩w型很小，生物量也有限，并沒(méi)有什么存在感，實(shí)際上，即使是早期基干的哺乳型動(dòng)物群體也已經(jīng)顯示出了古生態(tài)多樣性。其中最顯著的就是團(tuán)隊(duì)此前發(fā)現(xiàn)的柱齒獸，在侏羅紀(jì)時(shí)期已經(jīng)快速分異演化，發(fā)展出了多種多樣的生活習(xí)性，包括樹(shù)棲、半水棲和地下穴居。幾乎所有現(xiàn)代中小型哺乳動(dòng)物應(yīng)該具有的生態(tài)類型，在中生代哺乳動(dòng)物中都曾出現(xiàn)過(guò)，除了動(dòng)力飛行以外。
 

　　羅哲西形容哺乳動(dòng)物從出現(xiàn)開(kāi)始就是這樣一個(gè)類群，“它們從來(lái)不怕去嘗試新的生態(tài)環(huán)境，有時(shí)甚至鉆牛角尖似的發(fā)展出其他脊椎動(dòng)物都無(wú)法進(jìn)入的新生境，進(jìn)行進(jìn)化實(shí)驗(yàn)。而且，它們前赴后繼，在任何時(shí)代竟然都能演化出相類似的功能和生態(tài)類型，以展示它們驚人的多樣性和廣泛的生態(tài)適應(yīng)性”。
 

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