温血哺乳动物可能起源三叠纪晚期

【字体: 时间:2022年07月21日 来源:nature

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  分析表明,哺乳动物的冷血祖先在晚三叠世时期(大约2.3亿至2亿年前)进化得更快。

  

Artist's impression of a mammal-like creature breathing out hot air.          

现代哺乳动物的祖先发展了调节自身体温的能力,这在凉爽的气候中可能很有用。

类似爬行动物的哺乳动物祖先进化为温血动物,但这一转变的时间却备受争议。现在,科学家们利用内耳道化石表明,这种适应发生在大约2.3亿至2亿年前。但其他研究人员表示,这一证据不太可能解决这场争论。

温血动物,或称恒温动物,可以保持恒定的高体温,因为它们的新陈代谢快,而冷血变温动物代谢率低,依靠环境来保暖。但在化石中很难测量这些特征,所以研究人员使用骨骼特征,如身高和骨骼结构来推断代谢率。过去的一些研究表明,恒温动物是在1.45亿至6600万年前才出现的,而其他的研究认为它早在3亿到2.5亿年前。

在7月1日发表在《自然》杂志上的一项研究中,里斯本大学的古生物学家Ricardo Araújo和他的同事们提出,内耳骨管的形状和大小可以作为体温的代表。液体通过管道的运动有助于身体监测头部位置和运动,这对视觉和平衡至关重要。液体的黏度会随着体温的变化而变化。研究小组假设,随着体温的升高和动物变得更加活跃,耳道的形状可能会进化成更少粘性的液体,以保持平衡和运动。

为了追踪这种适应,研究小组比较了50种现存脊椎动物的内耳结构和生理机能,包括爬行动物、鱼类、鸟类和哺乳动物。他们开发了一种基于内耳形状的热运动指数,根据体型调整后,使他们能够预测动物的体温。

凉爽的气候

当他们分析了56种灭绝的下孔类动物(哺乳动物的祖先,类似爬行动物)的内耳道,并将它们纳入索引时,作者发现,在三叠纪晚期,从2.37亿年前到2.01亿年前,内耳道的形状发生了突然的变化。他们的作者认为,这是下孔类动物变成温血动物的时候。根据该指数,这一转变意味着体温升高5-9°C,新陈代谢加快。

作者得出结论,这种适应使早期恒温动物在应对三叠纪气候方面具有优势,三叠纪气候比之前的二叠纪气候更冷。

José Eduardo Bicudo说该团队的方法是新颖的,为研究恒温动物的出现提供了一种新方法。

澳大利亚阿德莱德大学的生物学家Roger Seymour说,恒温动物的起源在过去60年里一直争论不休,有多种理论,每种理论都有证据支持。

但他质疑恒温动物出现于晚三叠世是否可行。他指出,早期吸热下孔类动物的体温——大约34°C——仍然相对较低,与现存的单孔类哺乳动物如鸭嘴兽和针鼹的体温相似。

鸭嘴兽和针鼹与其他哺乳动物相比行动迟缓。Seymour猜测,具有相似体温的动物可能很难与当时的其他爬行动物共存,其中包括用两条腿行走、行动迅速的祖龙——现代鸟类的祖先。“如果你所处的环境有一只四处奔跑的两足祖龙,而你的生理机能就像现代的针鼹或鸭嘴兽,你就会成为晚餐。”

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