(十一)哺乳類動物

 

(一)哺乳動物的起源

哺乳動物的起源

鴨嘴獸——現生的祖獸類

 

  早在三疊紀晚期,就在恐龍剛剛登上進化舞臺的同時,一群在時並不起眼的小動物從獸孔目爬行動物當中的獸齒類堣壑ぁX來。

它們有點“生不逢時”,因為在隨後從侏羅紀到白堊紀長達1億多年的漫長歲月堙A它們一直生活在以恐龍為主的爬行動物的巨大壓力下,在夾縫堥D生存。

直到白堊紀之末,當恐龍等在中生代異常適應的爬行動物發生了大滅絕之後,它們才得以在隨後的新生代中頑強地崛起並成為新生代地球的主宰。

它們就是哺乳動物,它們最終能夠從夾縫堭U起的原因則是它們已經具備了一系列進步的特徵。

 

  從晚三疊紀開始,哺乳動物在整個中生代經歷了艱難而不屈不撓的發展過程,分化出始獸亞綱、異獸亞綱和獸亞綱三大類。

其中,始獸亞綱包括柱齒獸目、三尖齒獸目兩類;異獸亞綱僅有一目,即多瘤齒獸目;

獸亞綱包括三個次亞綱,即祖獸次亞綱、後獸次亞綱和真獸次亞綱。

 

哺乳動物特徵的確立

 

哺乳動物的牙齒

  哺乳動物是靈活的四足動物,有比較大的腦顱,反映了它們腦量的增加和與之相關的神經控制能力和智力的提高。

哺乳動物基本代謝水準高,體被能夠保溫的毛髮,再加上機體內的其他生理機制(如出汗等),使得它成為體溫琠w的溫血動物。

除了單孔類之外,哺乳動物的幼體都是胎生,使得幼崽在出生前已在母親體內完成了一定的發育過程,因此幼崽更具生命力;

同時,幼崽出生後以母親的乳汁為營養,得到母親的保護,使得它們的成活更有保證。

 

哺乳動物的牙齒分化成門齒、犬齒和頰齒(包括前臼齒和臼齒),

頰齒通常有一個包括幾個齒尖的齒冠,以兩個或更多的齒根固著在頜骨上,這樣的牙齒更能夠適應於咀嚼多樣化的食物。

哺乳動物有次生的骨質硬齶,使鼻道與口腔分開,使得它們在咀嚼食物時不影響呼吸。

 哺乳動物的內耳構造

  此外,哺乳動物還有一些其他不同於爬行類的解剖學特徵。

例如:哺乳動物頸部的肋骨(頸肋)與頸椎癒合,成為頸椎的一部分;

腰椎兩側具有游離的肋骨;腸骨、坐骨和恥骨癒合成為一塊整個的骨盆結構;頭骨有一對枕髁。

尤其突出的是,哺乳動物頭骨與下頜的關節由鱗骨和齒骨組成,

原來在爬行動物中連接頭骨和下頜的方骨和關節骨在哺乳動物中進入了中耳,

分別變成了三塊聽小骨中的兩塊:

砧骨和錘骨,它們與鐙骨(在爬行動物唯一的一塊聽小骨)一起組成一套杠杆結構,用以傳導從耳膜到內耳的聲波震動。

這是在脊椎動物進化史上解剖結構,從一種功能轉變到另一種功能的最好例證之一。

(資料來源:中國科普覽)

 

(二)三疊紀的哺乳動物

三疊紀的哺乳動物

摩爾根獸

  英國南威爾士三疊紀地層中發現的大量原始哺乳動物化石骨骼,是地球上最早的哺乳動物的代表,古生物學家把它們命名為摩爾根獸,歸在始獸亞綱、柱齒獸目中。

 

  摩爾根獸體形嬌小,纖細的下頜顯然屬於哺乳動物類型——由單一的齒骨組成,而不是向爬行動物那樣由齒骨和關節骨等好幾塊骨骼組成。

 

不過,摩爾根獸的下頜內側有一條溝,其中依然保留了一點點關節骨的殘餘,這使我們想到它起源於爬行動物。

摩爾根獸比起後來的哺乳動物更加原始的特徵之一,就是它們的下頜與頭骨之間的連接還是雙關節型,

這一點與最後的似哺乳爬行動物雙節頜獸有些類似,但是二者在哪個關節起主要作用上已經不同了。

 

摩爾根獸的牙齒是哺乳動物類型的:有小的門齒,單個的、大而銳利的犬齒,以及有兩個齒根、上表面有許多齒尖的前臼齒和臼齒。

這些齒尖沿著牙齒的中軸或多或少地排列在一條線上。

 

隨後時代中經過“漫漫長夜”發展起來的整個哺乳動物大家族,都是在摩爾根獸這樣的身體特徵的基礎上一步步分化、演變出來的。

從這個意義上說:摩爾根獸代表了包括我們人類在內的整個哺乳動物大家族的祖先類型。

(資料來源:中國科普覽)

 

(三)劫後餘生

劫後餘生

恐龍大滅絕

  我們已經知道,恐龍悲劇性的大滅絕標誌著中生代的結束。

實際上,滅絕的不僅僅是恐龍,那些曾經廣泛地分佈在海洋中的水生爬行動物——魚龍、蛇頸龍、滄龍等等,以及翼手龍等飛行爬行動物,都沒有能夠從中生代之末的劫難中逃過來。

如果在計算那些多得不計其數的無脊椎動物,那麼在這場大劫中遇難的名單就更長了。

 

  實際上,在白堊紀末期發生大劫難的時候,我們的地球已經或正在悄悄地發生著變化。

中生代結束的時候,地球上各大陸彼此的關係基本上已經是現在這個樣子了。

 

在亞洲和北美洲之間出現了白令海峽,在北美洲和南美洲之間卻有一條地峽把它們連在一起,而歐亞大陸和非洲之間則由中東相連。

在中生代時曾經是亞洲一部分的大洋州已經完全隔離出去,直到現在仍然是一塊島嶼大陸。

 

現代各大陸連接的建立在很大程度上是由於白堊紀晚期地殼開始上升的結果。

那些在中生代中期和晚期低窪而被淺海淹沒的部分大陸區域,到了白堊紀晚期和隨後的新生代上升露出了海面,淺海大幅度地後退,這一時期開始的造山運動奠定了喜馬拉雅山、阿爾卑斯山、洛磯山和安第斯山等重要山脈的雛形。

 

伴隨著現代大陸輪廓的形成、大片陸塊的上升以及新山系的升起,世界性的氣候改變開始了。

在中生代中期和晚期,世界上大部分地區均為熱帶和亞熱帶,從赤道一直到很高緯度的地區氣候都比較一致,季節變化很小,因此熱帶植物和恐龍可以從歐亞大陸北方和加拿大一直分佈到南大陸的頂端和大洋州。

 

當大陸上升和新的山系形成的時候,地球上的環境開始向著多樣化的方向逐漸變化,氣候帶逐漸形成並隨著時間的前進而彼此之間的界線越來越分明。

季節的更替也越來越顯著,尤其是在高緯度地區,嚴寒的冬季和炎熱的夏季形成了巨大的反差。

 

當然,世界氣候的這種顯著變化在恐龍絕滅之前,就已經給地球上的植物面貌帶來了改變。在白堊紀還沒有結束之前,現代落葉樹已經出現了,過去由古老的蕨類植物和松柏植物組成的一派翠綠的森林被橡樹、柳樹、梓樹以及許多其他我們所熟悉的樹木更新成了葉型多樣外貌斑駁的狀態,生物群落中植物的多樣性增加了。

 

  也許,正是這些地球本身的變化,才是恐龍以及那些統治中生代的爬行動物滅絕的根本原因,而小行星撞擊等因素所起到的作用,則僅僅是給一個已經準備好的炸藥包點燃了導火索。

但是不管怎樣,恐龍以及一大群爬行動物在白堊紀結束的時候戲劇性地消亡了,爬行動物家族劫後餘生的成員只有始鱷類、龜鱉類、鱷類、蜥蜴和蛇類、以及分佈很局限的喙頭類,而且始鱷類只苟延殘喘到新生代初期,並沒有像另外幾種幸運的爬行動物親戚一樣延續到現代。

 

哺乳動物

   劫後餘生後的真正勝利者實際上只有鳥類和哺乳動物。

新生代的鳥類在中生代鳥類的基礎上發展得異常迅速,發展出了一個特別多樣化的飛行脊椎動物類群。

而哺乳動物,雖然它們早在三疊紀就已經和恐龍一起出現了,但是卻一直生活在恐龍的陰影之下。

直到那些爬行動物滅亡之後,騰出了許多生態位,劫後餘生的哺乳動物迅速地輻射分化出眾多的類群佔領了這些生態位,

並且一直保持著優勢直到今天。

(資料來源:中國科普覽)

 

(四)誰度過了劫難

誰度過了劫難?

 

  我們知道,在中生代哺乳動物已經發展出了五個目:柱齒獸目、三錐齒獸目、對齒獸目、古獸目和多尖齒獸目。

 

這些古老的哺乳動物並沒有全部生存到新生代,三錐齒獸目、對齒獸目和古獸目早在白堊紀早期之末就已經絕滅了,

它們連目睹中生代之末大劫難的機會都沒有趕上。

 

但是,古獸目在滅絕之前卻分化出了有袋類和有胎盤類兩大哺乳動物新類群。

這兩大類哺乳動物擁有更加完善的適應變化著的生態環境的能力,

因此,它們強大的競爭能力不僅使得上面提到的那三個目的古老哺乳動物在它們出現後不久就退出了歷史舞臺,而且使得它們頑強地度過了中生代之末的大劫難。

並在隨後的新生代埵據了恐龍空出來的幾乎所有生態位,分佈遍及了地球上幾乎每一個角落。

 

  此外,多尖齒獸類也頑強地度過了中生代之末的大劫難,不過,它們畢竟太古老了,競爭力遠遠不如新生的有袋類和有胎盤類,所以,它們度過劫難後沒多久就在新生代初期絕滅了。

 

  最後,有一種神秘的哺乳動物——單孔類,它們像隱士一樣至今仍然生活在澳洲一些偏遠的角落堙C

由於化石發現的缺乏,科學家對這種神秘動物的家系關係始終沒有搞得很清楚,

不過從它們保留的那些非常非常原始的特徵(例如卵生)來看,它們肯定代表的是一支最古老的哺乳動物的孑遺。

有些科學家推測,單孔類很可能是古老的柱齒獸目的後代。

 

鴨嘴獸

  直到現代,在澳洲“世外桃源”中還躲著一類原始的哺乳動物,這就是生活在澳大利亞的鴨嘴獸(和生活在伊埵w島的針鼴。

 

它們體表已經有毛髮可以保溫;體溫不高而且有變化,但仍然可以保持在一定的範圍內;它們沒有乳頭,但是有乳腺,可以

用乳汁哺育幼仔;因此,它們無疑應該是一種哺乳動物。

但是,它們繁殖方式卻不是胎生而是卵生,這使得它們又帶有了明顯的源于爬行動物祖先的原始性。

它們被分類為一個獨立的亞綱——原獸亞綱中的唯一一個目——單孔目。

 

針鼴

  有證據表明,單孔目是從柱齒獸類中早期分化出來的一支,後來就一直保持著自身的原始性狀而倖存至今。它們是反映早期哺乳動物的活化石。

 

有袋類

袋狼

  後獸次亞綱中唯一的一個目就是有袋目。

它在白堊紀起源于古獸類祖先後即經歷了大發展,在全世界廣泛分佈,與原始的有胎盤類哺乳動物處於多少相等的地位而彼此競爭著。

但是隨著新生代的來臨,有胎盤類開始顯示出更加強勁的進化優勢,使得有袋類在大部分的大陸區域內大大衰退並最終滅

絕。

 

  然而在兩個地區堙A有袋類在與世界其他地區隔絕的“世外桃源”媊~續生存著。

 

  一個地區是澳大利亞,在白堊紀或白堊紀末期,在有胎盤類還沒有來得及侵入時就與亞洲大陸完全分開。

於沒有有胎盤類的競爭,有袋類得以充分發展並產生了廣泛的適應輻射(像光線四射般地進化從而佔領各種生態龕),產生了肉食性的袋鼬類及植食性的袋兔類和雙門齒類。

 

直到今天,有袋類仍是澳大利亞佔優勢地位的哺乳動物;袋狼、袋獾等食肉動物追逐著各種袋鼠,

扮演著與亞洲大陸腹地的狼、獾以及各種鹿類和牛羊類相似的生態角色。

 

負鼠——一種現生的美洲有袋類

  另一個地區是南美洲,在第三紀早期由於地峽斷裂而與北美洲隔離。

在隔離之前,它庇護了一個包括有袋類和原始有胎盤類的動物群。

 

在隔離之後,因為進步的有胎盤類沒有機會從北美大陸進入,有袋類得以繼續進化發展,成為遺留下來的原始有胎盤類後裔

的有力競爭者。

 

它們一直相當成功地生活到第三紀結束,那時侯南美洲又一次通過地峽與北美洲聯結起來,高度進化了的有胎盤類從北方入侵,激烈的競爭造成了絕大多數有袋類和原始的土著有胎盤類的滅絕。

 

有袋類在其他地區的發展是有限的。

在第三紀的早期和中期,它們曾經生活在歐亞大陸,但是後來就從這些地區消失了。

     

真獸類

胎盤與胎兒

  差不多與有袋類起源的同時,從古獸類中還分化出了另外一種更具進步性的哺乳動物。

它們從古老的爬行動物祖先的卵那堙A繼承下來的尿囊膜與母親的子宮內膜發生了接觸,形成了它們特有的胎盤。

 

從此,營養物質和氧氣可以通過胎盤從母親體內輸入正在發育的胚胎和胎兒,保證了胎兒在母親體內的正常發育。

因此,當這種哺乳動物的幼仔出生的時候,它們比有袋類更加成熟,從而使它們將來的發育和成長更加有保障。

這一進步性狀的獲得,使得它們在進入新生代以後在競爭中,戰勝了陸地上的幾乎所有對手,發生了範圍廣闊的適應輻射,填補了恐龍等爬行動物滅絕以後地球上空出來的各個生態龕。

正因如此,這種進步的哺乳動物被稱為有胎盤類或真獸類,成為哺乳動物中最成功的一個次亞綱。

 

  在骨骼結構上,真獸類也擁有一系列進步特徵。

 

  真獸類腦顱擴大,反映出比有袋類具有更高的智力。

  真獸類牙齒進一步分化,基本齒式固定為上下頜每邊各有3個門齒、1個犬齒、4個前臼齒和3個臼齒,用數位模式表示就是3-1- 4-3

臼齒的形態則固定為三楔式模式及其各種變型。

 

  所謂三楔式臼齒模式,就是上下臼齒呈反方向的三角形。

上臼齒上的三個主要齒尖叫做原尖、前尖和後尖,前者位於牙齒的內側,後兩者位於外側;

此外,在上臼齒主要的齒尖之間還有兩個中間的齒尖,即原小尖和後小尖。

在下臼齒上,外側的尖叫做下原尖,兩個內側的尖叫做下前尖和下後尖;

在下臼齒的跟座上通常也有三個齒尖,外側的稱為下次尖,內方的稱為下內尖,

最後的一個,也就是在盆形的跟座最後部的齒尖稱為下次小尖。

 

在許多比較進步的真獸類當中,在上臼齒後內角上還有一個第四主尖--次尖。

在很多真獸類的臼齒上還有各種不同的脊或棱;在牙齒的邊緣還有某些附加的小尖。

 

在真獸類當中,頜的動作造成上下臼齒間的相互運動有4種類型:

1)上下臼齒上這些尖的交錯咀咬,以擒住和撕咬食物;

2)牙齒邊緣或棱、脊彼此剪切,以切碎食物;

3)牙齒一定部分互相對壓,以壓碎食物;

4)相對齒面像磨粉機一樣互相研磨,以磨碎食物。

 

可以說,真獸類哺乳動物在新生代之所以能夠取得成功,大部分應當歸功於交咬、剪切、對壓和研磨四種作用對以三楔式臼齒為出發點的牙齒的適應輻射。

(資料來源:中國科普博覽)

 

(五)第一次大爆發

第一次大爆發

鼠-一種現生食蟲類

  最早的真獸類是白堊紀出現的食蟲類(目)。

進入新生代以後,真獸類從這一基礎上分化出來,以很快的速度進化,造成了一個範圍廣泛的適應輻射,在古新世到始新世發生了新生代哺乳動物歷史上的第一次進化大爆發;

大爆發的結果,一個適應於各種不同的生態環境的古老哺乳動物群,佔據了古新世和始新世的優勢地位。

這個古老哺乳動物群包括以下幾個類群:

  食蟲類(目)中的大量原始類群。

  翼手類(目):哺乳動物中的飛行健將。

它們可能在很早的時間就從食蟲類祖先分化出來了,而且在其進化的早期階段進化速率很快,因為已知的始新世蝙蝠就已經高度發展得和其現代親屬沒有很大的差別了。

蝙蝠在飛行時不斷發射出一種超聲波,當前方有障礙物或昆蟲時就將超聲波反射回來;

蝙蝠的耳朵感受到這種“回音”即可以採取躲避或捕食行為。

因此蝙蝠能夠不依賴視覺而在夜間飛行和捕食。

這種特殊的適應也許正是它們能夠一直成功地生存至今的原因。

 

鼯猴

  皮翼類(目)的祖先類型,其後代鼯猴一直在東南亞熱帶森林中延續到現代。

  貧齒類(目)中的古貧齒類。

  紐齒類(目)

  裂齒類(目):這是生活在早第三紀的一類奇特的大型動物,比如裂齒獸,體型有大個頭的熊那麼大;

強壯的骨骼、笨重的四肢和帶爪的“手腳”也都和熊十分相似。

可是,它們的頭骨卻與齧齒類酷似,上下頜上長有增大的鑿狀門齒。

 

靈長類(目)中的低級靈長類,包括已經滅絕了的平猴類、腕猴類和更猴類以及狐猴類、懶猴類和眼鏡猴類。

(犬亞)獸類(目):骨骼與兔形動物和齧齒動物近似的小型動物。

最早出現于白堊紀,古新世種類繁多,至漸新世初期滅絕。

為亞洲特有動物,以我國最多,主要代表有強棱齒獸、(犬亞)獸、假古蝟、寬臼獸、 莫鼠兔等。

 

古食肉類(目):一群早在晚白堊世就已出現的古老的肉食性哺乳動物,包括三角齒獸、倍齒獸、鬣齒獸和牛鬣獸等。

絕大部分在始新世末滅絕,只有鬣齒獸類一直生存到上新世的早期。

 

踝節類(目):古新世和始新世的原始有蹄動物,是從食蟲類進化而來的最原始的有蹄類。包括熊犬科和中獸科兩個科。

   鈍腳類(目):在古新世起源於踝節類,是在進化的早期階段就向體形巨大化發展的有蹄類類群,代表動物有冠齒獸、恐角獸等。

大多數在始新世末滅絕,少數種類在亞洲殘存到漸新世以後滅絕。

其進化的頂峰代表是晚始新世的尤因獸,體形大小如大個體的犀牛;頭骨長,上面奇特地長著6個角--兩個小角在鼻子上,

兩個在犬齒上方,兩個在頭的背部。

 

南方有蹄類(目):古新世晚期從亞洲的某種踝節類祖先起源,

早始新世遷徙到北美並繼續遷徙到南美,然後僅分佈在南美的一支原始有蹄類動物。

其中的型獸和黑格獸在第三紀中期及其多樣和繁盛,有一些種類一直延續到更新世。

 

  滑距骨類(目):古新世起源於南美洲的某種踝節類。

而後局限在南美大陸一直生存到更新世有蹄類動物。

其中的原馬型獸發展得和馬類很相似,也經歷了側趾逐漸退化的過程。

當上新世真馬從北美大陸侵入南美以後,原馬型獸在與真馬的競爭中失敗而滅絕了。

後弓獸類在身體上則與北美的駱駝趨同進化,不過它的鼻部卻很可能像現代貘一樣長有一個短而能夠伸縮的鼻子。

 

閃獸類(目):始新世起源於南美洲的某種踝節類。而後局限于南美大陸持續到中新世的有蹄類動物。

它們在早期就已經向巨大體形的方向發展,漸新世和中新世的閃獸站立時肩高有一米五以上。

 

焦獸類(目):僅生活在早第三紀的巨大的南美有蹄類,很可能是某種踝節類的孑遺物種之一。

 

  異蹄類(目):古新世另外一種南美有蹄類,很可能是某種踝節類的孑遺物種之一。

 

  在地球的絕大部分陸地上,這個龐大的古老哺乳動物群在始新世結束時基本上被現代哺乳動物的祖先取代了,僅有少數類群殘留到以後的年代,個別種類如狐猴類、眼鏡猴類等仍生活在地球上的個別地區。

但是南美有蹄類,包括南方有蹄類、滑距骨類、閃獸類、焦獸類和異蹄類則因為與其他大陸隔絕的獨特環境,而在新生代的大部分時間堣斯M不斷地繁衍分化著,其中的南方有蹄類一直延續到更新世,滑距骨類則直到上新世才滅絕。

(資料來源:中國科普博覽)

 

(七)第二次大爆發

第二次大爆發

真獸類大家族

中華曙猿——最古老的高等靈長類

 

  從始新世開始並延續到漸新世的時間段堙A現代哺乳動物的祖先紛紛從古老哺乳動物群中的某些種類中脫穎而出,並以此為基礎發生了哺乳動物進入新生代以後的第二次適應輻射。第二次大爆發的結果使得這些進步的哺乳動物類群全面地替代了古老哺乳動物群。這些進步的哺乳動物類群包括:

 

  貧齒類(目)中的現代類型。

包括更新世廣泛分佈於北美洲和南美洲的巨大的雕齒獸和地懶,現代仍生活在美洲熱帶地區的樹懶和食蟻獸,以及在美洲擁有廣大分佈區的犰狳。

 

  齧齒類(目)。

  兔形類:雖然早在古新世原古兔就已經在蒙古出現,但是這一類群真正的繁盛是從漸新世開始並持續到現代的。

 

  鯨類(目):始新世早期從踝節目的中獸類中分化出來,重新回到海洋,扮演類似於中生代的魚龍那樣的生態角色,一直成功地繁衍到現代的哺乳動物。

包括各種鯨類和各種海豚以及淡水中的江豚(如白鰭豚)。

由於海洋堣籅滲B力減弱了地球重力的影響,再加上良好的適應性,許多鯨類發展成龐然大物;現代的藍鯨可長達300米、重達150噸,是地球上有史以來最大的生物。

 

  食肉類(目)。

  管齒類(目):從古老的踝節類演化而來,在中新世後期出現的外表像豬的以白蟻為食的動物,在非洲一直生存至今,被稱為土豬。

 

  長鼻類(目):從埃及法尤姆動物群中的始祖象開始,體形不斷增大,鼻子不斷變長並有所分化,門齒也以各種方式分化、變長的各種象類。

 

重腳獸

  重腳類(目):發現於埃及漸新世地層,是一種大小和樣子都與現代的犀牛相仿的有蹄子的動物,骨骼笨重,四肢和足都和象類相似,有一對巨大而並列的骨質角。

它可能是早期從與長鼻類共有的祖先出發的一支進化的試驗者,在漸新世以後沒有留下任何後裔。

  蹄兔類(目):漸新世出現于埃及法尤姆動物群,之後進行輻射進化,一些漸新世種類如大蹄兔曾經發展得像豬一般大。

後來,大型的蹄兔類都滅絕了,小型的一些種類在非洲和中東地區一直延續至今,成為外形像兔子但腳上卻有蹄子的食草動物。

它們可能與始祖象擁有共同的祖先。

 

  海牛類(目):可能與始祖象擁有共同起源。

但在始新世晚期就已經分化出去並一直延續至今的一支有蹄、食草的水生哺乳動物。

現代類型包括海牛和儒艮,前者棲息於大西洋兩側的非洲和美洲沿岸,後者棲息於太平洋和印度洋之濱。

 

  索齒獸類(目):與長鼻類共祖的另一個水生有蹄動物旁支。

中新世時沿太平洋兩岸分佈,很可能是海牛類與早期長鼻類的一種中間類型。

  奇蹄類(目)。

  偶蹄類(目)。 

(資料來源中國科普博覽)

 

--地球上最大的動物

長腳的鯨

  現代的鯨有著光滑的皮膚和流線形的體型,碩大的尾部在海水中擊起千層巨浪,推動著身體在大海埵菪悁a遨遊。

 

但是你知道嗎,在悠遠的地質年代,鯨類也曾經是四肢發達的陸生動物,越來越多的古生物化石的發現已經證實這一點。

 

  美國俄亥俄大學藥學院的塞威森等科學家,在巴基斯坦發掘出一具帶有肢骨和足骨的鯨化石,它的時代為距今5千萬年前的始新世,這是科學界首次發現的具有大型功能性後肢的古老鯨類。

聖達戈洲立大學的古生物學家伯塔對這一發現大加讚歎,認為“它首次向我們展示了發育有完好後肢的鯨,這種動物顯然

是用後肢運動的”。

 

科學家們認為,現代的鯨類起源於食肉的四足哺乳動物。

這些鯨類的祖先有點兒像大型的狼,曾經在當時的大陸上漫遊和追蹤獵物。

直到距今57百萬年前,即始新世之初,這些食肉動物在當時乾旱的生活環境帶來的生存壓力下,毅然躍入大海去開闢一個新的生態龕,結果使它們的軀體經歷了深刻的演變。

漸漸地,它們的四肢和骨盆退化了,尾部越來越強壯並且變成了漿葉狀用來拍擊海水,以此推動這些“海中巨獸”在海洋中遨遊。

 

  現生的鯨類已經沒有了後肢,僅有個別種類尚殘留著趾狀骨骼,顯示出肢骨和髖骨退化的遺跡,表明它們是由陸生四足動物演化而來的。

 

在巴基斯坦古鯨化石被發現的三年前,密執安大學的金格堜_教授曾經報導過,他在埃及發現了鯨化石,其時代為距今4千萬年,但是這種鯨的外肢骨過於纖細弱小,已經不能像陸生哺乳動物那樣幫助推進軀幹前行。

金格堜_教授認為該動物那微小的後肢的作用只是用來在交配時抓住其配偶。

 

如果說金格堜_教授發現的化石鯨幾乎已經可以在水堬蚳鉹@生,那麼塞威森認為,他在巴基斯坦發現的化石鯨則剛剛能夠像海獅一樣以兩棲方式生存。

巴基斯坦古鯨的骨骼形態顯示其後肢相對孱弱,因此它在陸地上或許可以像海獅那樣用纖弱的附肢拖著龐大的軀體曳地而行。

而在海水中,其扁平的足上下拍擊產生推進力能夠使身體呈波浪狀前進,而不是像魚那樣身體(主要是尾部)左右擺動來前進。

現代的鯨類同樣也是呈波浪狀向前游泳,只不過它們已經可以憑藉其寬闊的尾部做推進器了。

 

伯塔教授認為,古生物學家還必須採集更多的化石,獲得更確切的證據來解釋這種化石鯨究竟是如何游泳的。

因為,塞威森發現的化石中未見骨盆或者骨盆殘片,尚不能確定此類鯨的肢骨與脊椎骨是如何連接的,

而這正是想弄清這類動物運動方式的關鍵因素。

 

不管怎樣,塞威森的發現對於早期鯨類演化的研究是一個很大的促進,

他將水生鯨類與其陸生祖先的演化鏈中的一個缺失環節銜接上了,

就像當年發現的始祖鳥在鳥類早期演化中所扮演的重要角色一樣。

 

食肉哺乳動物的適應

  食肉動物的歷史可以一直追溯到幾億年前的原生動物,那時的變形蟲就以吞噬其他單細胞生物為食。

在以後的整個生命歷史過程中,食肉動物一直隨著整個生物界的進化而不斷地推陳出新。

在任何一個生命歷史階段,食肉動物都是當時地球生態系統中不可缺少的組成部分。

 

鬣齒獸

 

  到了白堊紀晚期,雖然身軀龐大、面目猙獰的霸王龍等肉食性恐龍仍然佔據著陸地生態系統的主宰地位,但是亞洲已經有一類體形很小、貌似老鼠、被稱為三角齒獸的真獸類哺乳動物從原始食蟲類中分化出來,悄悄地加入了食肉動物的行列。

 

到了早古新世,這種在分類上被列為古食肉目的動物已經發展出了許多不同的種類。

但是這些古食肉類在許多方面還都表現得相當原始,主要表現在專門用於撕裂肉食的裂齒還沒有形成。

到了始新世,古食肉類中的一些種類才開始有了由第一上臼齒和第二下臼齒、

或是由第二上臼齒和第三下臼齒組成的裂齒。

 

就在古食肉類不斷發展的同時,從古新世的一種古食肉類-古貓獸類當中,分化出了一支進步的類型,它們的裂齒由第四上前臼齒和第一下臼齒組成。

從此,一種新型的食肉動物-食肉目哺乳動物出現了。

這種前移的裂齒構造使撕裂肉食的工作更有效率,再加上其他一系列進步的體制結構,食肉目哺乳動物開始發展起來,當大多數古食肉類在始新世末滅絕以後,它們從漸新世開始完全取代了古食肉類的地位。

古食肉類中只有鬣齒獸類一支延續到上新世早期。

(資料來源中國科普博覽)

 

 

奇蹄類的起源與特徵

各種奇蹄類的足骨

 

  在5000萬年前始新世早期的北美大陸,一種狐狸般大小的食草動物從原始的踝節類堬瞈o而出,它被稱為始祖馬。

實際上,它不僅是現代馬的始祖,而且是與馬有密切親緣關係的整個奇蹄類動物的最早類型。

從此,現代有蹄類動物開始登上了歷史舞臺。

 

奇蹄類的趾數常為奇數,足的中軸通過中趾。

前後足的內趾(即大拇趾)和後足的第五趾都退化消失了;前足的第五趾在原始類型中保留,在進步類型中也消失了。

 

因此,奇蹄類的前後足常常只有三個起作用的趾,而在進步的現代馬類中僅剩下了一個中趾。

奇蹄類的踝部,距骨近端(即距離身體較近的那一端)有一個雙重突起的滑車形的面,與脛骨的遠端(即距離身體較遠的那一端)相關節,距骨遠端與踝部其他骨頭相接處則為扁平的面。

起作用的趾集中在少數幾個直到一個趾上,距骨具有滑車結構,這兩點使得奇蹄類能夠更加快速地奔跑以逃離危險的食肉動物,這是奇蹄類超越與踝節類的重要進步特徵。

此外,奇蹄類股骨在骨幹外側有一顯著的突起,稱為第三轉節。

 

奇蹄類在進化過程中牙齒齒冠逐漸增高,前臼齒趨於臼齒化,這是對在乾旱草原生活中食用多纖維的硬草、乾草的一種適

應。

 

何謂偶蹄類?

偶蹄類足骨

  始新世早期,一種稱為古偶蹄獸的小動物從踝節類中分化出來,它的距骨除了有類似於奇蹄類那樣的近端滑車之外,遠端也呈滑車狀而不再是平面。

 

正是這種雙滑車的距骨奠定了一種進步的有蹄類--偶蹄類的基礎。

在此後的歲月堙A偶蹄類分化出了分為:

古齒亞目、彎齒亞目、豬亞目、駢足亞目和反芻亞目五大類群的種類繁多的龐大家族。

 

現代大多數有蹄類動物都屬於偶蹄類。

它們的得名依據主要就是因為前後腳的趾數都是偶數-兩個或四個,而且,腳的中軸通過第三趾和第四趾之間,身體重量也就放在第三趾和第四趾上。

與日薄西山的奇蹄類相比,偶蹄類可謂朝氣尤存、興旺依舊,這主要歸功於它們所擁有的一系列進步性狀。

 

偶蹄類距骨有兩個滑車面,可以使後肢較自由地伸展和彎曲,因此偶蹄類比奇蹄類更善於跳躍。

在較晚出現的進步偶蹄類中,前肢的尺骨和橈骨常常癒合,後肢的腓骨常常退化成小片狀,連在脛骨上;

第三趾和第四趾的掌骨和摭骨也常常癒合成炮骨。

另外,偶蹄類的股骨外側沒有奇蹄類那樣的第三轉節。這些特點都是有利於運動的。

 

偶蹄類的成功,在更大程度上是由於消化系統的進步。

一方面,它們的牙齒有分化為從低冠到高冠、從丘形到丘-月形到月形的一系列多樣模式,使得不同的偶蹄類能夠適應從雜食到草食、從取食嫩葉到取食硬草、乾草等多樣化的食物資源。

另一方面,進步的偶蹄類-駢足亞目和反芻亞目類群,發展了分室的胃,植物性食物被牙齒咬切後首先進入瘤胃和蜂巢胃,在那堻Q共生細菌消化成軟塊並部分分解,然後這些軟塊再反芻回口中,經充分咀嚼後被重新吞入重瓣胃和皺胃中繼續消化。

 

這種複雜的過程能夠使駢足類動物和反芻類動物,在短時間內匆忙吞下大量的植物性食物,然後躲在一個安全的地方細嚼慢嚥。

新生代後期,食肉類動物因身體變得越來越大,或因發展了結群追逐獵物的社會性行為,而成為更加有效的狩獵者,此時,進步偶蹄類反芻行為帶來的適應性,就使得它們能夠大大優越於奇蹄類。

 

老鼠耗子很偉大

  說到老鼠或耗子,人們總是想到它們偷吃食物、毀壞農作物、甚至傳染疾病等種種惡習。"老鼠過街,人人喊打"這句成語,十足地道破了人類對於鼠類的深惡痛絕之情。

 

  但是,並不是所有的鼠類全都有害,有一些鼠類是屬於有經濟價值的獸類,如松鼠的皮毛就可以做成皮革製品。

如果你到大學的醫學院、生物學院或是一些研究所去看一看的話,還會發現無數的老鼠充當著實驗動物的角色,

可以說,現代人類征服疾病的每一個新進展、對生物進行研究的眾多新突破,都有這些被做實驗的老鼠的貢獻。

因此,我們應該憑良心說,老鼠耗子很偉大。

 

松鼠

  實際上,老鼠和耗子所屬的齧齒類動物,從生命力和進化的角度上說更稱得上偉大。假如以種的數目和適應輻射的範圍等作為是進化成功的標準的話,那麼從動物進化的觀點來看,齧齒類在距今幾千萬年的新生代期間,同其他各類動物進化相比較的話,它們遠遠勝於所有其他哺乳動物,在進化上是非常成功的哺乳動物類群。

 

現代齧齒類是種類最多的哺乳動物,超過了2500種,占整個哺乳動物種數的三分之一,

就其屬和種來說比其他哺乳動物各目的屬種數加在一起還多。

而世界上所有齧齒類的總重量加在一起要比鯨的總重量大得多。

古生物學家推測,這種狀況在整個新生代的大部分時期始終如此。

 

跳鼠

  那麼,為什麼老鼠耗子這類動物在進化上如此成功呢?

原因很多。首先,這類動物在其整個的進化史中大多數都保持著小巧的軀體,這樣可以使它們發展成數量巨大的種群,而且可以使它們易於去開闢較大動物所不能適應的環境。

 

我們知道,齧齒類能夠適應的環境實在是太廣闊了,

從炎熱的赤道地區一直到冰天雪地的兩極地區,凡是地球陸地上可能生活的環境都有齧齒類的存在。

 

除了經常出沒在人類居室及其附近的家鼠和大鼠之外,我們熟悉的還有生活在樹上的松鼠;跳鼠在地下營穴居生活,

岩松鼠築巢於岩石縫隙中,沼狸棲息在沼澤地,而子午沙鼠則活躍在沙漠之中。

 

希臘維庫拉熱泉中甚至有一種燙鼠,因常年生活在90度以上的高溫泉水中而適應了那樣的特殊環境,

即使把它們放在沸騰的開水堨早怳]能活潑地浮上潛下、東遊西竄,一點都不怕燙。

這樣廣泛的適應能力,使得齧齒類在幾千萬年的哺乳動物進化史上站穩了腳跟。

 

這些小動物成功的另一個重要原因是它們的性成熟很早,

有些種類身體尚未發育完全就已經可以生兒育女。

因此,齧齒類的繁殖力特別地強,繁殖速度異常地快,這就意味著它們能夠迅速地佔領新的地盤,並易於適應改變了的生態環境條件。

 

例如,豚鼠的壽命可以長到3年,妊娠期只有6368天,每胎通常產23只幼仔,最多可以產下810只。

幼仔出生後3天就可以吃食,2個星期就可以斷奶,大約3個星期後就達到了性成熟並可以生育。

齧齒類這種強大的繁殖力,使得它們在與其他哺乳動物的競爭中,常常以個體數量的絕對優勢而取勝。

 

上述的這些因素,使得老鼠耗子這一類動物能夠長期繁榮於地球上的生態系統之中,使得它們在其他的哺乳動物生存失敗的地方仍然能夠頑強地繼續生活下去。

因此可以毫不誇張地說,齧齒類在動物進化上是異常成功的,它們在很多方面代表了哺乳動物成功的最高點。

(資料來源:中國科普博覽)

 

52日編輯完稿)