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演化的故事:黄鼠狼下豆鼠子(羊膜动物_17_合弓纲_7_犬齿兽亚目_2_新颌兽小目)
??新颌兽小目在合弓纲演化树上的地位。
合弓纲在二叠纪、三叠纪之交盛极而衰,留下遗憾和数不尽的谜团。在早中三叠纪,犬齿兽亚目将兽头亚目取代。由于地理阻隔,北方劳亚古陆的动植物无法逾越广阔的“死亡带”,犬颌兽类得以登上了泛大陆南部食物链的高位,重温合弓纲家族的昔日旧梦。在主龙形类跨越死亡带侵入冈瓦纳古陆南部后,犬颌兽类的好日子走到了头。适应性更强的捕食者、更难捕捉的植食性动物、合弓纲的内在缺陷以及家族内部的激烈竞争,让这些早期犬齿兽类不堪重负。三叠纪开始之初,合弓纲在陆地生态系统中充当的地位无非三个:豚猪,豺狼和鼠辈。短短万年之后,前两个地位已经岌岌可危。晚三叠纪卡尼期,犬颌兽小目的中大型肉食动物很快衰亡,只剩下新颌兽小目的“城狐社鼠”在主龙类脚下捡拾残骸碎肉为生。与其同时,它们的营养级不断降低,体型越来越小,长相也越来越抽抽,最后蜕变成为一群面目模糊的“耗子”。所幸三叠纪晚期的暴雨浇灌出无数森林和水泽,丰茂的植物催生出数不尽的小动物,使这些小型合弓兽们能够勉强度日。如果你在维基上搜索中生代合弓兽的模样,你会发现它们似乎都长一个样,而且彼此的亲缘关系还相当遥远。用一句歇后语来描述,那就是“黄鼠狼下豆鼠子,一代不如一代”了。从三叠纪中叶开始的一亿五千万年,合弓纲的生存策略与离片椎目相似,都是缩小体型,降低营养级。白天的世界凶险异常,巨大的伪鳄类主龙随时都能把它们变为开胃小菜,空中投下的任何一片阴影都可能来自危险的翼龙。它们不得不挖掘幽深的地穴,捡拾腐肉,搜寻蠕虫为生。它们灵敏的视觉变得迟钝,因为明亮的眼睛对于在深不见底的黑暗中寻找食物毫无作用。如今,以人类为代表的合弓纲哺乳动物在视觉和色觉上比不过蜥形纲的爬行类和鸟类。大多数哺乳动物只能感受二种原色,而爬行类和鸟类的色觉是四原色的。这是因为为了避免与占据优势生态位的主龙类在同一时间活动,中生代的合弓兽多是夜行性的,于是在这段漫长的时间里,它们便逐渐丧失了对色彩的敏感。新颌兽类是犬颌兽类的姊妹演化支,它们的很多特征都高度相似,但新颌兽类更接近哺乳动物。这一期,我们向真正的哺乳动物又进一步。对非哺乳新颌兽的介绍,就从一个小故事开始吧。
2亿年前一个平静的夜晚,浓稠的黑色为冈瓦纳古陆南部披上了一层神秘的面纱。天黑后下起大雨,稠密的雨滴击打着河岸边的泥土和枯枝,发出啪嗒啪嗒的声音。一只成年雌性卡岩塔兽属(Kayentatherium.)早已在天黑之前安定在自己新掘好的洞穴里,叽叽喳喳忙个不停。它用胡须左探探,右嗅嗅,用锋利的前爪刨出碎石子和泥土,丢到洞穴外,最后捡来枯树枝把洞口填平,防止凶猛小型掠食性主龙发现它的踪迹。在大型肉食动物看来,这样一只小小的卡岩塔兽根本就不够塞牙缝的,但对于成群出猎的小型鸟跖类主龙来说,这样的一只毛茸茸的小型合弓兽在感觉的敏锐程度和运动的灵活性上都略逊一筹,正是不可多得的点心。雌性卡岩塔兽沉浸在劳作的喜悦中,全然忘记了洞穴外的世界。它很快就要产卵了。
?产下38个孩子的英雄母亲卡岩塔兽。除了哺乳动物之外,新颌兽小目的其他成员都是卵生的。雨,越下越大,硕大的雨点冲击着洞穴边的河岸,不断有松散的泥沙随水被冲下。洞穴里的卡岩塔兽已经做好了“分娩”的准备。说是“分娩”,其实并不准确。卡岩塔兽是一种非哺乳类小型新颌兽,既不会胎生,也不能哺乳。但它皮肤的一部分汗腺特化,能够分泌出含有a乳清蛋白和抗菌物质的粘稠液体,覆盖在卵的表面,防止卵被细菌侵入,并为卵提供营养。卡岩塔兽属属于三瘤齿兽科哺乳形态类,这是哺乳动物演化群中的一个小分支,而那些与它们分道扬镳的亲戚,直到晚侏罗纪才进化出胎生和哺乳的行为。
?卡尼期洪积事件由火山喷发造成的温室效应导致。这是一场绵延万年的漫长雨季。
不一会儿,原本还算宽敞的洞穴就变得拥挤了。38枚密密麻麻的软壳蛋有的堆在一起,有的散落四周,有的贴在周围的枯枝烂叶上。雌性卡岩塔兽正忙着把这些蛋聚集在一起。它下腹部的毛发正渗出一种粘稠的变性分泌物。这些液体具有抗菌、营养的作用。现在,一粒粒由进化铸就的结构精致的小分子,正穿过薄薄的卵壳进入卵内。早期合弓类产下的羊膜卵十分脆弱,此外合弓纲胎儿的代谢废物是溶于水的尿素,胎儿容易窒息在自己产生的毒液中。进化压力促使着合弓类产下早产儿。到了三叠纪,类似于卡岩塔兽这样的犬齿兽类胎儿在卵内部已经有了比较良好的发育程度。像现在的鸭嘴兽一样,母体在胚胎发育的最后阶段才给它包上一层薄薄的卵壳,只等待着幼体破壳而出的一刻。
卵的孵化已经进入最后的冲刺阶段。透过薄薄的卵壳,雌性卡岩塔兽能看到幼兽身体的轮廓,以及它们微微的悸动。
??鸭嘴兽和它产下的蛋。可以想象,三叠纪晚期的哺乳形态类也产下类似的软壳蛋。一只幼兽破壳而出。这是一个无比珍贵的时刻。母兽的大脑接受到眼睛发来的讯号,它的大脑分泌出一种特殊的激素,极大的改变了它的感觉,使它感受到原始的爱和快乐。它当即振奋起来,决定出门捕猎以缓解怀孕和营养幼崽造成的虚弱。生存的智慧是无法言语的,一代代轮回的生命用镌刻在DNA中的语言,构筑了亲子之爱。啪嗒~啪嗒~更多的幼兽破壳而出。它们嗷嗷待哺,发出轻微的呜咽声。卡岩塔兽看到这一幕,它原始的大脑里浮现出不知是欣喜还是焦急的情绪。很温馨的大家庭?或许吧。但这种温馨维持不了多久。它并不能给宝宝们太多爱。对于卡岩塔兽来说,长期照顾38个宝宝的成本可是非常高的。和现存的合弓纲哺乳动物相比,卡岩塔兽这种非哺乳小型新颌兽的幼体在出生后,其颅骨并不会像现代哺乳动物那样随着发育而逐渐拉长。它们的大脑被压缩在狭窄的颅腔内,因此行为简单,智力低下。更难想象它能完成多少除了本能之外的复杂行为。此外,卡岩塔兽的幼体已经发育了非常完善的牙齿,应该已经具有(亦或非常接近)独立生活能力。这些高度发育的幼崽很快就会自食其力,各奔东西。雨不停下。繁密的雨点冲击着河岸,发出窸窸窣窣的可怕声音,雷声让整个大地都为之轻微颤抖。在这片古老的大地上,无论是小型合弓兽,还是飞扬跋扈的镶嵌踝类主龙,潜伏在水中残暴的离片椎类,都颤抖着它们可怜的小小身躯躲在安静的地方,不发出一点儿声响。在大自然的伟力前,一切生命都显得无比渺小。毫无征兆地,河岸崩塌了。卡岩塔兽仓促捡来用于隐蔽洞穴的几根树枝很快不堪重负,噼里啪啦地折断。接踵而至的落土飞岩,把38只叽叽喳喳的小卡岩塔兽和他们的妈妈埋在了土里。雌性卡岩塔兽松子仁大脑中的情绪由喜悦变为原始的恐惧,它挥动爪子本能地挣扎,可最终没有挖开被水浸没的沉重的沙土。在淤泥里,它的身体被水浸湿,肺也无法工作。它呛了几口水,陷入窒息。不久,小小的洞穴下已经没有生命的迹象了。雌性卡岩塔兽和它刚刚产下的38个孩子陷入永恒的长眠。
?在8月30日发表于《自然》的一篇论文中,美国得克萨斯大学奥斯汀分校报告了最新发现的一窝卡岩塔兽幼年个体与1个成年个体(推测为幼仔母亲)埋藏在一起的遗骸。这就是上面那个远古小故事的现实版。除了卡岩塔兽所属的三瘤齿兽科,非哺乳新颌兽类中还有奇尼瓜兽科,三棱齿兽科以及巴西齿兽科等。奇尼瓜兽科普遍大头短腿,脊柱僵硬,肋骨众多,看上去十分笨拙,虽然咬合力强于哺乳动物,但捕食能力估计不咋的。
?某奇尼瓜兽骨架。生活在晚三叠纪卡尼期。??某奇尼瓜兽科复原图和骨架。保存程度良好,形象也极为生动。它们就是那个时代的豺狼。
除了奇尼瓜齿兽外,这些类群大多是一些散装耗子般的小动物。它们的头骨,从侧面看,确实很像哺乳动物的头骨。然而从上面看,不仅颅腔过于窄小,两个颞颥孔还格外夸张,显得不堪大用。附图展示了三叠纪晚期大河兽Riograndiaguaibensis的复原图。头上那两个“大坑”是被巨大的颞弓撑起的皮肤。它的脑子就挤在两个“大坑”中间那狭窄的一条骨头里。复原者“贴心”地为它画上了一个无比痴呆的眼神。
?大河兽Riograndiaguaibensis复原。脑袋上那两个被“挤扁了”的大坑其实是被巨大的颧弓撑起的皮肤。它的脑子就蜗居在小小的一根骨头里。?这些似哺乳动物的脑子实在太小了。看到这里,也许有人会问,这些毛茸茸,油腻腻的小东西距离哺乳动物还有多远?它们中有没有真正意义上的哺乳动物?尽管古生物爱好者喜欢把中生代的哺乳或似哺乳动物称为散装耗子,实际上,现代哺乳动物:单孔类,有袋类和真兽类的祖先最早在侏罗纪分支,因此这些三叠纪的“耗子”和今天的哺乳动物并没有多大关系。现在的研究者判断哺乳动物的依据是三对听小骨的形态和它们移入中耳的程度。从这个角度看,三叠纪并不存在证据确凿的哺乳动物。甚至它们的行为都显得非常陌生和怪异,很可能与现代的动物找不到任何联系。之前那个小故事也是我根据哺乳动物的行为想象来的,实际情况究竟如何,可能我们永远都不会知道了。
?????中生代的一些小型合弓兽复原图。认不出来?没关系。中生代的其他合弓兽都长这个样子。
头脑简单,行为怪异,采取卵生,一次产下数目众多的卵,这些特征看起来都不再像脊椎动物,反而在向蜘蛛,蝎子之类的大型节肢动物看齐。合弓王国的昔日旧梦已成泡影,而幸存下来的新颌兽小目和后来的哺乳形态类失去了阳光下的地盘,被赶入深不见底的洞穴里,继续暗无天日的生活。合弓纲家族看起来似乎永无出头之日了。而此时此刻,洞穴外的世界,正在发生翻天覆地的变化。
铅糖