1.5億年前侏羅紀牙齒揭示早期哺乳動物的長壽秘訣
侏羅紀早期哺乳動物的生長與發育模式有何不同?倫敦瑪麗女王大學和波昂大學的研究人員共同研究了這個問題。透過研究牙根化石中的生長年輪,古生物學家能夠判斷這些古代動物的壽命和生長速度,甚至它們何時達到性成熟。
左邊是早期哺乳動物Dryolestes 的親代,它在四歲達到性成熟後便開始育雛。右邊是一隻Haldanodon,它是類似哺乳動物的多齒獸家族的成員,在完全達到哺乳動物的進化水平之前;這種生物的壽命為11 到14 年。資料來源:詹姆斯-布朗/帕姆-吉爾
第一作者、倫敦瑪麗皇后大學博士後伊利斯-紐漢姆博士(Elis Newham)說:”我們以前從未能夠如此詳細地重建這些早期哺乳動物的生長模式。”
在最近發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上的這項研究中,研究小組分析了在三個不同地點發現的早侏羅紀至晚侏羅紀時期(2億至1.5億年前)哺乳動物物種的牙根化石。在威爾斯發現的化石是早侏羅紀時期一些已知最古老的哺乳動物前身,而在英國牛津郡發現的化石則是一系列共存的早期哺乳動物。在葡萄牙第三個地點發現的化石可追溯到晚侏羅世。
帶有完整牙列的早期哺乳動物下顎化石,準備在同步加速器中進行掃描。資料來源:Elis Newham
研究小組利用一種名為同步輻射X 射線斷層掃描的技術對化石進行了研究,在這種技術中,電子被加速到接近光速(不同於普通的X 射線成像)。這種技術有幾個優點,首先是化石不再需要準備,也就是切成片狀,因此可以進行整體分析。此外,透過同步輻射X 射線斷層掃描獲得的影像比傳統X 光顯微斷層掃描獲得的影像品質更高。
研究人員能夠對化石牙根黏合劑–將牙齒連接到下顎的骨組織–中的微小生長環進行成像。 「這些年輪與樹木的年輪相似,但只是在微觀層面上,」資深作者、波昂大學有機生物學研究所脊椎動物-哺乳動物工作組的托馬斯-馬丁教授解釋。 “對齒環進行計數並分析其厚度和紋理,使我們能夠重建這些已滅絕動物的生長模式和壽命”。
研究人員確定,現代哺乳動物特有的生長模式的最初跡象,如青春期生長突增,大約在1.5 億年前開始出現。早期哺乳動物的生長速度要慢得多,但壽命卻比今天的小型哺乳動物要長得多,例如,它們的壽命為8 到14 年,而不是現代小鼠的一兩年。然而,早期哺乳動物需要數年時間才能達到性成熟,這與它們的現代後代僅在幾個月內就達到性成熟形成了鮮明對比。
研究結果表明,哺乳動物獨特的生活史模式,例如以高代謝率和延長的父母照顧階段為特徵的生活史模式,是經過數百萬年進化而來的,埃利斯-紐漢姆博士解釋說,”侏羅紀時期似乎是這一轉變的關鍵時期。”
編譯自/ ScitechDaily