研究表明,早期哺乳动物都是一种颜色

研究表明,早期哺乳动物都是一种颜色

Arboroharamiya fuscus是一种类似啮齿动物的早期哺乳动物,具有可抓握的爪子和用于在树枝之间航行的宽毛膜。uux.cn图片:Chuang Zhao and Ruoshuang Li

(神秘的地球uux.cn)据《大众科学》(劳伦·勒弗):如果你穿越1.2亿多年回到白垩纪早期或侏罗纪时期,你可能会看到尾巴有条纹、羽冠红润的恐龙,羽毛有彩虹色的原始鸟类,以及以巨型树状蕨类植物为主的森林。你不太可能注意到的是你最亲近的亲戚。正如3月13日发表在《科学》杂志上的一项研究所支持的那样,早期的哺乳动物体型较小,严格来说是夜行性的,而且完全不那么艳丽——近乎单调乏味。

这项新研究是第一个全面回顾早期哺乳动物的研究。通过使用先进的化石成像方法和对活体哺乳动物中存在的色素生成细胞的彻底检查,该团队发现了我们失散多年的亲属的皮毛可能是什么样子的。在代表五个不同的近哺乳动物(哺乳动物)或哺乳动物群体的六个不同标本中,研究人员发现了惊人的一致性。所有被检查的早期哺乳动物化石都表明,这些已灭绝的动物有没有图案的深棕色皮毛。

尽管这可能不是最令人兴奋的消息,但这一发现值得注意的是,它说明了科学以前只能猜测的事情。这些新发现对我们理解哺乳动物进化具有重要意义,并暗示了我们可以用彩色重建遥远过去每个时代的未来。

“在我成长的过程中,所有关于化石的书都说我们永远不会知道灭绝物种的颜色,”爱丁堡大学的古生物学家和进化生物学家史蒂夫·布鲁萨特没有参与这项研究,他告诉大众科学》。他补充道:“所以我总是对这样的研究感到震惊,这些研究似乎做了不可能的事情。这是一项了不起的工作。”。

第一种哺乳动物样动物与恐龙一起出现在中生代,被恰当地称为“爬行动物时代”。根据化石骨骼和骨骼印象,古生物学家长期以来一直认为这些早期的前哺乳动物(以及后来的真正哺乳动物)相当小。大多数都不比啮齿动物大,它们主要在夜间活动以避免捕食。几十年来,眼眶测量一直是这种夜间生活方式的唯一具体证据。现在,对一些第一批哺乳动物真实颜色的一瞥为我们提供了证据。

尽管我们哺乳动物可能不如鸟类丰富多彩,但现代物种仍然显示出从紫色到橙色的色调,以及各种图案。毛皮的颜色不仅仅是审美。这是一种多功能的适应,可以用于体温调节、伪装、吸引配偶、交流和防御等多种目的。比利时根特大学的进化生物学家Matthew Shawkey说,了解早期哺乳动物的外观有助于我们了解它们是如何生活的,以及目前所有的多样性是何时进化的。

研究表明,早期哺乳动物都是一种颜色

侏罗纪五种哺乳动物皮毛颜色的艺术重建。(从上到下)A.fuscus(CUGB-P1901)、V.diplomylos(SDUST-V0010)、M.mammaliaformis(PMOL-AM00007)和docodontans SDUST-V0006和SDUST-V00007。A.fuscus的绿色眼睛是绒毡层的艺术许可证,绒毡层是一种眼内反射结构,可以提高视觉灵敏度,表明夜间性。来自下白垩纪的Eutherian SDUST-V0008不包括在这次艺术重建中。uux.cn来源:Chuang Zhao 和 Ruoshuang Li。

肖基在接受《美国大众科学报》采访时表示,这些发现“证实了我们对早期哺乳动物的看法,即它们生活在恐龙的阴影中。恐龙的存在不仅限制了它们的体型和多样性,还限制了其颜色。”。“它们基本上是恐龙的食物。”

为了得出这一结论,Shawkey和他的同事建立了一个活哺乳动物数据库。他们使用分光光度法量化了116种现代物种的颜色,并使用电子显微镜仔细检查了每种动物的黑素体(黑素细胞内的黑色素产生和储存囊)。该团队发现了头发颜色与黑素体形状和大小之间的相关性,并利用这些趋势构建了一个预测模型。

然后,科学家们对中国东北出土的六块保存完好的1.65亿至1.2亿年前的化石进行了同样的极端特写。之所以选择这些化石,是因为它们足够详细,包括皮毛和单根毛发的复杂印记,也代表了早期哺乳动物和哺乳动物的广泛分布。这些化石包括两只松鼠式的滑翔机、一只鼹鼠式的穴居动物、一只爬树动物和两种不同的陆地生物。这项新研究首次描述并命名了一种已灭绝的分类群,它是一种微小的树栖动物,有可抓握的爪子和用于在树枝之间航行的宽毛膜,名为Arboroharamiya fuscus。

他们发现,化石黑素体彼此非常相似:椭圆形和中等大小,通常缺乏一些现存哺乳动物的极端特征。总体而言,已灭绝物种的多样性远低于现代物种。科学家们利用他们的哺乳动物模型预测,这些黑素体的测量结果将对应于一种灰棕色的色调。标本之间和内部存在一些微小的差异——“毕竟这是生物学的,”Shawkey说——但不足以称它们为不同的颜色。很可能,它们普遍的暗淡深色有助于这些早期哺乳动物在夜间更好地伪装和保暖。他说:“我们出身卑微。”。

密歇根大学研究哺乳动物进化的古生物学家卢克·韦弗(Luke Weaver)没有参与这项研究,他对这项新研究感到兴奋。他说:“这让我们得以一窥哺乳动物生态学,否则这些生态学将被隐藏起来。”。

然而,Weaver指出,这项研究存在局限性。他说,六块化石的样本量很小,只涵盖了所有早期哺乳动物的特定时期、地区和子集——尽管他补充说,这对古生物学来说并不异常。他还警告说,这个数据集不一定能对白垩纪后期的哺乳动物做出广泛的推断,因为这些化石大多代表了该时期的早期。

该研究的作者认为,在恐龙灭绝之前,早期哺乳动物一直处于狭窄的生态和进化轨道上。但韦弗指出,最近的研究发现了恐龙灭绝前3000万年早期多样化事件的证据。正如他自己的研究所记录的那样,一些早期哺乳动物表现出先进的社会行为,有些甚至是恐龙捕食者,而不仅仅是猎物。

韦弗说:“人们往往倾向于将中生代哺乳动物视为这些只是四处躲藏的瘦弱动物。”。尽管这对许多人来说可能是真的,尤其是最早的群体,但他补充道:“我对所有早期哺乳动物得出这个结论犹豫不决。”。“我认为有很多有趣的事情正在发生,尤其是在白垩纪晚期。”

需要进一步的研究,检查更广泛的标本,以评估棕色、无聊的哺乳动物的趋势有多深远,以及哺乳动物何时开始获得条纹、斑点、斑块和更亮的颜色。Shawkey实验室的一名研究生已经开始了一个项目来揭示这一点,试图建立一个详细的皮毛进化时间表。

除了阐明我们自己漫长的进化之旅外,韦弗和其他人还希望这项工作和类似的工作能够强调博物馆和保护化石遗迹的价值。他说,当这些化石最初被收集时,“我们没有技术来询问这类问题”。“你永远不知道从旧化石中能得到什么样的新见解。”




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