研究表明,早期哺乳動物都是一種顏色


研究表明,早期哺乳動物都是一種顏色


Arboroharamiya fuscus是一種類似嚙齒動物的早期哺乳動物,具有可抓握的爪子和用于在樹枝之間航行的寬毛膜 。圖片:Chuang Zhao and Ruoshuang Li
據《大眾科學》(勞倫·勒弗):如果你穿越1.2億多年回到白堊紀早期或侏羅紀時期,你可能會看到尾巴有條紋、羽冠紅潤的恐龍,羽毛有彩虹色的原始鳥類,以及以巨型樹狀蕨類植物為主的森林 。你不太可能注意到的是你最親近的親戚 。正如3月13日發表在《科學》雜志上的一項研究所支持的那樣,早期的哺乳動物體型較小 , 嚴格來說是夜行性的,而且完全不那么艷麗——近乎單調乏味 。
這項新研究是第一個全面回顧早期哺乳動物的研究 。通過使用先進的化石成像方法和對活體哺乳動物中存在的色素生成細胞的徹底檢查,該團隊發現了我們失散多年的親屬的皮毛可能是什么樣子的 。在代表五個不同的近哺乳動物(哺乳動物)或哺乳動物群體的六個不同標本中,研究人員發現了驚人的一致性 。所有被檢查的早期哺乳動物化石都表明,這些已滅絕的動物有沒有圖案的深棕色皮毛 。
盡管這可能不是最令人興奮的消息,但這一發現值得注意的是 , 它說明了科學以前只能猜測的事情 。這些新發現對我們理解哺乳動物進化具有重要意義,并暗示了我們可以用彩色重建遙遠過去每個時代的未來 。
“在我成長的過程中,所有關于化石的書都說我們永遠不會知道滅絕物種的顏色 , ”愛丁堡大學的古生物學家和進化生物學家史蒂夫·布魯薩特沒有參與這項研究,他告訴大眾科學》 。他補充道:“所以我總是對這樣的研究感到震驚,這些研究似乎做了不可能的事情 。這是一項了不起的工作 。” 。
第一種哺乳動物樣動物與恐龍一起出現在中生代,被恰當地稱為“爬行動物時代” 。根據化石骨骼和骨骼印象,古生物學家長期以來一直認為這些早期的前哺乳動物(以及后來的真正哺乳動物)相當小 。大多數都不比嚙齒動物大,它們主要在夜間活動以避免捕食 。幾十年來,眼眶測量一直是這種夜間生活方式的唯一具體證據 ?,F在,對一些第一批哺乳動物真實顏色的一瞥為我們提供了證據 。
盡管我們哺乳動物可能不如鳥類豐富多彩 , 但現代物種仍然顯示出從紫色到橙色的色調,以及各種圖案 。毛皮的顏色不僅僅是審美 。這是一種多功能的適應 , 可以用于體溫調節、偽裝、吸引配偶、交流和防御等多種目的 。比利時根特大學的進化生物學家Matthew Shawkey說,了解早期哺乳動物的外觀有助于我們了解它們是如何生活的,以及目前所有的多樣性是何時進化的 。

研究表明,早期哺乳動物都是一種顏色


侏羅紀五種哺乳動物皮毛顏色的藝術重建 。(從上到下)A.fuscus(CUGB-P1901)、V.diplomylos(SDUST-V0010)、M.mammaliaformis(PMOL-AM00007)和docodontans SDUST-V0006和SDUST-V00007 。A.fuscus的綠色眼睛是絨氈層的藝術許可證,絨氈層是一種眼內反射結構,可以提高視覺靈敏度,表明夜間性 。來自下白堊紀的Eutherian SDUST-V0008不包括在這次藝術重建中 。來源:Chuang Zhao 和 Ruoshuang Li 。
肖基在接受《美國大眾科學報》采訪時表示,這些發現“證實了我們對早期哺乳動物的看法,即它們生活在恐龍的陰影中 ??铸埖拇嬖诓粌H限制了它們的體型和多樣性,還限制了其顏色 ?!??!八鼈兓旧鲜强铸埖氖澄??!?br>為了得出這一結論,Shawkey和他的同事建立了一個活哺乳動物數據庫 。他們使用分光光度法量化了116種現代物種的顏色,并使用電子顯微鏡仔細檢查了每種動物的黑素體(黑素細胞內的黑色素產生和儲存囊) 。該團隊發現了頭發顏色與黑素體形狀和大小之間的相關性,并利用這些趨勢構建了一個預測模型 。
然后,科學家們對中國東北出土的六塊保存完好的1.65億至1.2億年前的化石進行了同樣的極端特寫 。之所以選擇這些化石 , 是因為它們足夠詳細 , 包括皮毛和單根毛發的復雜印記,也代表了早期哺乳動物和哺乳動物的廣泛分布 。這些化石包括兩只松鼠式的滑翔機、一只鼴鼠式的穴居動物、一只爬樹動物和兩種不同的陸地生物 。這項新研究首次描述并命名了一種已滅絕的分類群,它是一種微小的樹棲動物,有可抓握的爪子和用于在樹枝之間航行的寬毛膜,名為Arboroharamiya fuscus 。
他們發現,化石黑素體彼此非常相似:橢圓形和中等大小,通常缺乏一些現存哺乳動物的極端特征 ??傮w而言,已滅絕物種的多樣性遠低于現代物種 ??茖W家們利用他們的哺乳動物模型預測,這些黑素體的測量結果將對應于一種灰棕色的色調 。標本之間和內部存在一些微小的差異——“畢竟這是生物學的,”Shawkey說——但不足以稱它們為不同的顏色 。很可能,它們普遍的暗淡深色有助于這些早期哺乳動物在夜間更好地偽裝和保暖 。他說:“我們出身卑微 ?!?。
密歇根大學研究哺乳動物進化的古生物學家盧克·韋弗(Luke Weaver)沒有參與這項研究,他對這項新研究感到興奮 。他說:“這讓我們得以一窺哺乳動物生態學,否則這些生態學將被隱藏起來 ?!?。
然而 , Weaver指出,這項研究存在局限性 。他說,六塊化石的樣本量很?。?只涵蓋了所有早期哺乳動物的特定時期、地區和子集——盡管他補充說,這對古生物學來說并不異常 。他還警告說,這個數據集不一定能對白堊紀后期的哺乳動物做出廣泛的推斷,因為這些化石大多代表了該時期的早期 。
該研究的作者認為 , 在恐龍滅絕之前,早期哺乳動物一直處于狹窄的生態和進化軌道上 。但韋弗指出,最近的研究發現了恐龍滅絕前3000萬年早期多樣化事件的證據 。正如他自己的研究所記錄的那樣,一些早期哺乳動物表現出先進的社會行為,有些甚至是恐龍捕食者,而不僅僅是獵物 。
韋弗說:“人們往往傾向于將中生代哺乳動物視為這些只是四處躲藏的瘦弱動物 ?!?。盡管這對許多人來說可能是真的,尤其是最早的群體,但他補充道:“我對所有早期哺乳動物得出這個結論猶豫不決 ?!??!拔艺J為有很多有趣的事情正在發生,尤其是在白堊紀晚期 ?!?br>需要進一步的研究,檢查更廣泛的標本 , 以評估棕色、無聊的哺乳動物的趨勢有多深遠,以及哺乳動物何時開始獲得條紋、斑點、斑塊和更亮的顏色 。Shawkey實驗室的一名研究生已經開始了一個項目來揭示這一點,試圖建立一個詳細的皮毛進化時間表 。
除了闡明我們自己漫長的進化之旅外,韋弗和其他人還希望這項工作和類似的工作能夠強調博物館和保護化石遺跡的價值 。他說,當這些化石最初被收集時 , “我們沒有技術來詢問這類問題” ?!澳阌肋h不知道從舊化石中能得到什么樣的新見解 ?!?br/>