原文作者:Bianca Nogrady
一項分析表明,哺乳類的冷血祖先在大約 2.3-2 億年前的晚三疊世演化出了更快的代謝能力。
長得像爬行動物的哺乳類祖先演化成了溫血動物,但圍繞該轉變發生時間的爭辯十分激烈。如今通過研究內耳道化石,有科學家表示,這種演化適應出現在大約 2.3-2 億年前 [ 1 ] 。不過,其他研究人員認為,該證據不太可能平息爭論。
因為新陳代謝的速度快,溫血動物(或稱內溫動物)能夠維持恒定的高體溫,而代謝率較低的冷血動物(外溫動物)則需要依靠環境來保暖。然而,在化石上很難測量到這些性狀,因此研究者利用諸如身長和骨結構這樣的骨骼特征來推斷代謝率。過去的一些研究表明,內溫性的出現時間近至 1.45 億到 6600 萬年前 [ 2 ] ;另一些研究則顯示,它早在 3-2.5 億年前就已經演化出來了 [ 3 ] 。

現代哺乳類的祖先演化出了調節自身體溫的能力,這在涼爽氣候下可能很有用。圖片來源:Luzia Soares
7 月 20 日發表于《自然》上的一項研究 [ 1 ] 中,葡萄牙里斯本大學的古生物學家 Ricardo Araújo 及其合作者提出,內耳的骨質管道的形狀和大小可以用作體溫的近似指標。耳道里液體的流動協助身體監控頭部的位置與動作,這對視覺和平衡至關重要,而且這些液體的黏度會隨體溫變化。研究團隊假設,隨著體溫升高、動物變得更加活躍,耳道形狀將演化為適應黏度更低的液體,以保持平衡和運動能力。
為追蹤這一演化適應,團隊比較了包括爬行類、魚類、鳥類及哺乳類在內的 50 種現生脊椎動物的內耳結構和生理機能。根據內耳的形狀,他們開發出一個熱 - 運動指數。在控制身體大小的情況下,該指數能讓他們預測動物的體溫。
氣溫下降
Araújo 團隊用熱 - 運動指數分析了 56 種已經滅絕的下孔類動物(形似爬行動物的哺乳類祖先)的內耳道。他們發現,耳道形狀在晚三疊世(2.37-2.01 億年前)發生了急劇的變化。研究團隊認為,下孔類就是在這段時間里演化成溫血動物的。根據他們的指數,此次轉變意味著體溫升高了 5-9°C,以及代謝能力的增強。
團隊得出的結論是,這種演化適應讓早期內溫動物在應對三疊紀的氣候(氣溫低于之前的二疊紀)時擁有競爭優勢。
巴西圣保羅大學的比較生理學家 José Eduardo Bicudo 認為,團隊采用了新穎的研究方法,并為探索內溫性的出現提供了新的視角。
澳大利亞阿德萊德大學的生物學家 Roger Seymour 說,在過去的 60 年里,人們對內溫性起源問題一直爭議不休——多種相關理論都有證據支持。Bicudo 和他自己的研究結果顯示,內溫性是在 3-2.5 億年前的二疊紀演化出來的 [ 3 ] 。
但 Seymour 也質疑了內溫性在晚三疊世期間出現的可能性。他指出,Araújo 團隊提出的早期內溫下孔類動物約 34°C 的體溫仍然相對較低——該數值接近于鴨嘴獸和針鼴這些現生單孔哺乳類的體溫。
相較于其它哺乳動物,鴨嘴獸和針鼴行動遲緩。Seymour 懷疑,擁有類似體溫的動物面對同時期其它爬行類之時可能難以幸存。當時的爬行動物包括了雙足行走、快速移動的現代鳥類的祖先——初龍類。" 如果有只初龍用兩條腿跑來跑去,而你的生理機能和現在的針鼴或者鴨嘴獸一樣,那你可就要變成盤中餐了。"
原文地址:http://www.myzaker.com/article/63030edfb15ec05c444586f4