6500萬年前哺乳動物憑什麼突然崛起統治地球?
我們的這個地質時代被稱為新生代,這個時代從6500萬年前開始直到今天。之所以是從6500萬年前開始,是因為從那時起的化石記錄開始與現存的生物相似。新生代又被稱為哺乳類和被子植物的時代,因為兩者在這個時代成了地球生命的新主導。今天我們不討論被子植物,我們討論哺乳類動物。
現存的哺乳動物有6000來種,種類並不算豐富,但在生態中卻扮演著最為重要的角色,牢牢佔據著大型掠食者和大型食草動物的生態位,這是過去從未有過的景象。
Mauricio Antón
有趣的問題是,為什麼哺乳類動物會在6500萬年前突然異軍突起?
眾所周知,6500萬年前一顆小行星撞擊了地球,引起了極大的氣候變化,這終結了恐龍長達1.65億年的地球陸地「統治」地位,是否是恐龍的滅絕才給了哺乳動物機會呢?
哺乳類動物的歷史非常悠久
許多人刻板印像中都認為哺乳類動物是新生代的動物群,其實不是的,哺乳類的演化歷史非常悠久。
只是在過去,哺乳動物祖先在恐龍的陰影下苟著,並沒有得到很好的輻射,體型基本上都很小,而且通常都是穴居的夜行動物。
△ 摩根獸復原圖FunkMonk
以前的科學家普遍認為最古老的、能算是哺乳動物的化石是摩根獸,生活在2.05億年前,長相有點像現在的鼩鼱,但體型比鼩鼱還要小。
化石通常越古老就越罕見,但是摩根獸的化石數量卻很多,分佈也相當廣,所以人們比較了解它們。
摩根獸也會經歷乳牙和恆牙的替換,嬰幼兒期並沒有牙齒,這意味著它們已經是透過哺乳來撫養幼崽的。
不過,它們並不是胎生的,而是卵生──它們的卵又小又強韌。
另外,2020年的一項研究表明,摩根獸的新陳代謝遠低於現存同等體型的哺乳動物,同時它們的壽命也更接近爬行動物,壽命最長的一個化石樣本有14歲,這意味著摩根獸可能不具備現存哺乳動物所具有的完全恆溫的代謝能力。
摩根獸很古老,肯定具備定義為哺乳動物的特徵,不過現在最古老哺乳動物記錄已經不是它們了。
△ 四方巴西齒獸,圖源:2022 Anatomical Society/Wiley
2022年的一項研究,給另外一種動物化石確定了身份,證明它們也能算作哺乳動物,這種動物就是四方巴西齒獸。
當然,主要也是透過牙齒(一生只換一次牙)判定這種動物也算是哺乳動物,它們生活在2.25億年前,比摩根獸早了2000萬年,是已知最古老的哺乳動物。
如果四方巴西齒獸的研究沒有錯誤的話,那麼哺乳動物的祖先幾乎是和恐龍祖先同時出現的,兩者都是在二疊紀-三疊紀大規模滅絕事件(第三次物種大滅絕)之後沒多久就出現的族群。
哺乳動物超越了恐龍
許多人認為恐龍是非常成功的動物群體,因為它們足足「稱霸」地球1.65億年,但其實現代哺乳動物遠比恐龍成功。
我們不談論人類這種「開掛」的哺乳動物──我們早已不滿足於地球,光是它哺乳動物群體,也遠遠超越恐龍的成就。
△ 恐龍時代的翼龍不是恐龍
很多人並不知道,恐龍的成功其實只限於陸地。
在恐龍時代,海洋中有成功的海洋爬行動物,例如如魚龍、蛇頸龍和滄龍等,都是當時海中超級掠食者;空中也有頂級的爬行動物掠食者——翼龍。
但是,無論是海中還是空中的這些爬行動物,都不是恐龍,它們只是恐龍的爬行動物近親。
而現代的哺乳動物真正充斥了地球的“海陸空”,在陸地和海洋上都有絕對的優勢,空中也正在崛起。
海洋哺乳動物是非常特殊的一個群體,它們種類不多,但是最頂級的海洋掠食者和濾食者都被海洋哺乳動物佔據。
雖然,飛上天的翼手類目前並沒有太過於強勢,但也算是鳥類的有利競爭對手了。
為什麼哺乳動物直到恐龍滅絕後才崛起?
從前文的分析中,我們可以看到,哺乳類比恐龍更具多樣性,或者說更能適應不同的環境。
之所以是這樣,其實這裡有一個被許多人忽略的關鍵因素,那就是哺乳動物擁有胎盤,可以讓後代停留在母親身邊的時間大大延長。
△ 包含胎盤的古老動物化石
毋庸置疑,所有雌性哺乳動物都是負責的母親,從摩根獸開始(甚至更久遠)就會對幼崽負責,即便它們是卵生的,也會哺乳後代。
看管後代的一個巨大優勢是能夠大大提升後代的存活率,而另一個更大優勢就是後代可以更自由地改變自己的身體。
如果您不能理解這一點,可以想像一個人從出生開始就要為生存奔波,另一個人出生後很長一段時間內都不需要為生存奔波,你覺得兩個人誰更有創造力?
不出意外的話,沒有生存壓力的人會更有創造力,因為他不需要考慮生存問題,可以把精力放在創造力上。
對於生物多樣性也是這樣的,多樣性的本質就是生物對身體的創新能力。
尾鰭、翅膀等特徵並不是一蹴而就的,動物在得到這些特徵之前,需要拖著不那麼完善的尾鰭和翅膀討生活,這對幼年時期是非常不友好的,而哺乳動物可以很好解決這個問題。
胎盤的出現將照顧後代做到了極致,生物可以在母親體內自由的改變自己的身體,而不用擔心生存問題。
哺乳動物有一個對照組——有袋類,您可以在找到大多哺乳動物對應的、相似的有袋類,但是唯獨沒有蝙蝠和鯨魚。
原因就在於有袋哺乳動物缺少胎盤,它們的幼崽出生後有一個必須要擁有的生存本領——爬進母親的袋子裡,這就要求它們必須擁有強壯的前肢,而這限制了它們身體的創新。
上面這個被認為是最古老的胎盤動物化石,它叫做始祖獸,而它有1.25億年的歷史。
哺乳動物的第二個關鍵點是腦容量。
雖然更大的大腦並不意味著就更聰明,但更大的大腦絕對讓動物擁有更強大的生存能力,因為它能夠更好地處理訊息,讓嗅覺、視覺、聽覺……等等變得更強大。
其它動物無法得到更大的腦容量,關鍵的限制是顱骨特徵,哺乳動物的顎骨融合,耳骨分離,這讓顱骨可以向兩側和前後擴張,從而讓擴大腦容量成為相對容易的事。
而這些骨骼特徵的雛形早在摩根獸時期就已經出現,距今超過2億年。
△ 摩根獸的頭骨和顎骨Hemiauchenia
但值得一提的是,這些特徵的出現並不是偶然,是因為當時的哺乳動物過得不容易,它們必須咀嚼最難啃的食材,以及增強聽力來維持警覺性。
說了這麼多,我想說的是,哺乳動物的崛起並不是單純的恐龍滅絕突然就崛起了,而是我們的祖先早就準備好了。
當小行星撞擊地球,讓地球環境發生急劇變化時,寒冷和食物匱乏成了主流,更小的恆溫哺乳動物抓住了時機,迅速崛起,並在地球環境轉好後成為新的主宰。
鳥類就是恐龍,現在已經沒有太多爭議了,它們沒有滅絕的關鍵也是體型小和恆溫,但鳥類作為恐龍,在與哺乳動物處於相同的起跑線上時,明顯沒有哺乳動物強勢。
其實,我甚至覺得哺乳動物中的翼手類很可能在以後取代鳥類,成為空中霸主——最頂級的空中掠食者,它們現在混得不咋地只是因為遲到了許久而已。