向“哺乳动物的崛起与统治”学习

向“哺乳动物的崛起与统治”学习

哺乳动物是如何从恐龙统治的世界中崛起并最终统治地球的？古生物学家史蒂夫·布鲁萨特（Steve Brusatte）通过化石记录为我们揭示了这一令人惊叹的进化历程。从最早的合弓动物到现代哺乳动物，这一过程充满了创新和适应，为我们展示了生命如何在极端环境中寻找生存之道。

畅销书科学作家史蒂夫·布鲁萨特（Steve Brusatte）描绘了一幅以功能为中心的哺乳动物的新图景。
我们现在看到的只是生活的一小部分。化石是告诉我们进化如何在长期尺度上进行的线索，以及真实的生物体如何对气候和环境变化的真实时刻做出反应。
哺乳动物是一个特别令人惊奇的研究案例，因为它们拥有跨越数亿年的丰富化石记录。他们进化出了许多聪明的技巧来帮助自己生存：大大脑、敏锐的嗅觉和听觉、温血新陈代谢、毛发、给婴儿喂奶的能力，以及高度复杂的臼齿和其他用于咀嚼食物的牙齿。这些都是我们今天作为人类所拥有的东西，因为我们从这些必须在恐龙统治的世界中生存的祖先那里继承了它们。
我们可以从化石记录中学到很多东西。

一种新的做事方式

大约 325 亿年前，哺乳动物从爬行动物中分离出来，当时世界大部分地区炎热潮湿，丛林覆盖。这些最早的哺乳动物祖先——我们所说的合弓动物——进化出了一个聪明的新特征：眼窝后面的头骨上有一个大开口，用来固定大下巴肌肉，使它们能够更用力地咬合。
异齿龙是最早成为凶猛食物链顶端掠食者的合弓动物之一，其历史可以追溯到大约 290 亿年前的二叠纪时期。异齿龙是一种标志性化石。它的背上有一个大帆，这使得它一眼就能认出来。它经常被误认为是恐龙；它包含在恐龙玩具套装中，并且您总是在海报和有关恐龙的书籍中找到它。不过，尽管它看起来隐隐约约是“爬行动物”，但它不是恐龙，根本不是爬行动物。它与我们的关系比与霸王龙或三角龙的关系更为密切。

图片：Todd Marshall / 版权所有 © - 保留所有权利
尽管异齿龙看起来有点像“爬行动物”，但它不是恐龙，根本不是爬行动物。它是一种合弓动物，与我们的关系比与霸王龙或三角龙的关系更为密切。
哺乳动物是在大约 225 亿年前的三叠纪时期从它们的合弓类祖先进化而来的，地点是盘古大陆（Pangea）超级大陆，这是一块从北极延伸到南极的巨大陆地。
今天的单孔目动物、鸭嘴兽和针鼹，可以追溯到那个早期的时代。它们是非常古老的哺乳动物——其祖先在哺乳动物历史的早期就分化了。这种情况发生在哺乳动物家谱的根部附近，当时似乎所有哺乳动物母亲都会产卵，并用腹部没有独立乳头的斑块中的乳汁喂养婴儿（但很难确定）。
现代单孔目动物恰好在多次灭绝事件中幸存下来，然后被隔离在世界的一个小角落，即澳大利亚和新几内亚。你可以很容易地想象另一种情况，即一些大规模灭绝消灭了这些物种。我们很幸运他们还在这里！
我们现在看到的只是生活的一小部分。

在恐龙的阴影下

恐龙与哺乳动物大约起源于三叠纪时期。
恐龙注定是伟大的。它们变大了，阻止了哺乳动物长得很大。 （据我们所知，没有比獾更大的哺乳动物与恐龙生活在一起。）但是哺乳动物却做了相反的事情：它们在地下和林下植物中非常成功，以至于它们让恐龙变得更大。你从未见过老鼠大小的霸王龙或老鼠大小的雷龙。
最终这种情况会改变。我不认为我们真的很欣赏它，但有史以来最大的动物是哺乳动物，而且它现在还活着。我说的是蓝鲸。它们长超过 100 英尺，重超过 100 吨。它们生下的婴儿重达三吨，有快艇那么大。即使在陆地上，早已灭绝的无角犀牛腹膜上重约 20 吨，大约是现代最大大象的三倍。
但在早期，恐龙占主导地位。许多恐龙在白天活跃，哺乳动物不得不避开它们。因此，生活在恐龙阴影下的第一批哺乳动物体型较小，而且很可能大多是夜间活动。

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通过对世界各地化石的细致分析，我们了解了哺乳动物如何从类似爬行动物的祖先进化而来。此处，爱德华·德林克·科普 (Edward Drinker Cope) 1874 年野外笔记本中的一页描绘了他在新墨西哥州探索的富含化石的景观。

夜间故事

哺乳动物在夜间活动时，敏锐的视觉几乎没有什么用处。他们基本上放弃了它，大多数哺乳动物都看不到颜色。这就是为什么它们有土褐色、棕褐色或灰色的皮毛。如果你的伴侣或对手看不到，为什么还要穿华丽的衣服呢？
据我们所知，只有少数其他灵长类动物具有色觉。当我们的灵长类祖先生活在树上，四处跳跃，寻找成熟的水果来吃时，这些哺乳动物（和我们）可能重新进化了它。

我们洗耳恭听

哺乳动物不再依赖视觉，而是专注于嗅觉、触觉和听觉。他们大脑中负责嗅觉的嗅球变得巨大。他们用胡须在黑暗中航行。他们改进了耳朵，以便能够听到各种各样的声音。

图片：加里·本迪格 / Unsplash/
当我们想到哺乳动物时，我们往往首先想到的是“皮毛”和“牛奶”，但是当你意识到我们都戴着巨大的卫星天线到处走来采集食物时，我们发达的听觉的重要性就显而易见了。声音——鱼类、爬行动物、鸟类或其他脊椎动物都没有的东西。
哺乳动物的祖先，包括像异齿龙这样的早期合弓动物，它们的下颌有很多骨头。他们有一块主骨，称为牙骨，用来容纳牙齿。然后，牙骨后面有很多小骨头。哺乳动物改变了这一点。他们使牙骨变得更大，因此他们有一个坚固的骨头来固定牙齿和下巴肌肉，这使他们能够更用力地咬合并以复杂的方式咀嚼食物。
这最终释放了下巴后面的所有小骨头。这些骨头可能已经消失，但进化找到了一种方法，可以将其中一些骨头重新利用以发挥新的功能。它们变得很小——大约是人类的一粒米大小——并移入耳朵。在那里，它们充当复合杠杆的作用，放大和集中鼓膜的振动并将其传递到内耳，从而改善听觉。这是一次惊人的进化转变，我们听到各种声音的能力是由于我们远古祖先的颌骨发生了这些奇怪的变化。
图片：莎拉·雪莱 / 版权所有 © - 保留所有权利
比较数亿年的化石揭示了哺乳动物祖先的颌骨转变为哺乳动物微小的耳小骨。莎拉·雪莱绘。

我们的故事

我们喜欢认为自己很特别——而且我们确实如此！我们是一个单一物种，已经进化出巨大的大脑、高度的智慧和意识，以及群体合作的能力，并传播到世界各地，以前所未有的方式影响我们星球的气候、环境和景观。但我们有着深厚的进化历史。要了解我们自己，我们需要了解我们的祖先。

300亿多年的时间里，哺乳动物已经占据了陆地上和陆地上的生态位。它们长出了翅膀飞到了空中，又放弃了双腿回到了大海。身体或行为的每一次改变都经历了一系列的发展和过程适应——生活，利用现有的东西，并对其进行调整以实现新的或扩展的用途。进化的路径对于仿生学来说就像它们所通往的目的地一样具有启发性。
在下面的生物学策略中，探索哺乳动物在身体和行为方面的一些独特的适应，以及它们对激励某一特定哺乳动物物种与整个自然更好地和谐相处的承诺。