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单孔目

2020年6月30日  来源:祖先的故事 作者:理查德·道金斯 提供人:huangtang13......

第15会合点距今约1.8亿年,当时的世界正值半季风半干旱的早侏罗世。南方的冈瓦纳古陆仍然跟北方的劳亚古陆毗邻而居——在我们的逆向旅程中,这还是第一次遇到全球的主要陆地都聚在一处,形成一个或多或少连成一片的泛大陆。顺着时间来看,泛大陆的分裂对15号共祖的后代有着重大的影响。15号共祖跟我们隔了大概1.2亿代。我们这次会聚是一次众寡悬殊的事件。在这里和其他哺乳动物会合的朝圣者来自3个属,即生活在澳大利亚东部和塔斯马尼亚的鸭嘴兽(duckbilled platypus,学Ornithorhynchus anatinus,鸭嘴兽属唯一种)、在澳大利亚全境和新几内亚都有分布的短吻针鼹(shortbeaked echidna,学名Tachyglossus aculeatus,针鼹属唯一种),以及只分布于新几内亚高原地带的原针鼹属(Zaglossus)的多种长吻针鼹(long-beaked echidna)[21]。这三个属共同被归为单孔目动物。

截至目前,我们已经有好几个故事都讲述了同一个主题,即岛屿大陆是主要动物类群的育婴房,像非洲之于非洲兽,劳亚古陆之于劳亚兽,南美洲之于异关节动物,澳大利亚之于大多数现存的有袋类,皆是如此。不过,这看起来越来越让人觉得,似乎哺乳动物当中曾存在过一次更古老的大陆隔离。根据一个不无根据的理论,早在恐龙消亡之前,哺乳动物就分裂成了两个主要类群,分别被称为南方楔齿类(australosphenidan)和北方楔齿类(boreosphenidan)。和前面提到的南方古猿一样,这里australo一词的意思也不是“澳大利亚”,而是“南方”。Boreo意为“北方”,跟北极光(aurora borealis)的“北”词根相同。南方楔齿类是在南方冈瓦纳古陆进化而来的早期哺乳动物。北方楔齿类则在北方劳亚古陆进化而来,在某种意义上就像是今天的劳亚兽前世的化身。单孔目动物是南方楔齿类唯一现存的代表。其他所有哺乳动物,包括如今跟澳大利亚关系密切的有袋类动物在内,都属于兽亚纲(Theria),都是来自北方的北方楔齿类的后代。不论是非洲的非洲兽,还是南美洲和澳大利亚的有袋类,这些后来被认为属于南方的兽亚纲动物都是起源于北方的北方楔齿类动物,后来迁移到了南方,并随着冈瓦纳古陆的解体而变得多样。

现在让我们看看单孔目的情况。生活在干旱地区的针鼹以蚂蚁和白蚁为食,有时候也捕食其他无脊椎动物。鸭嘴兽大部分时间都生活在水里,取食泥沙里的小型无脊椎动物。它的“嘴巴”看起来确实酷似鸭嘴,针鼹的喙则更像管子。顺便一提,多少有些出人意料的是,分子钟证据表明针鼹和鸭嘴兽的共同祖先生活的年代甚至晚于化石物种顽齿鸭嘴兽,而顽齿鸭嘴兽无论外形还是生活方式都跟现代的鸭嘴兽极为相似,唯一的区别在于它们的鸭嘴里长着牙齿。如果我们对分子证据的解读是正确的,这就意味着针鼹是一种变形的鸭嘴兽,在不早于6 000万年前的年代回到陆地生活,不光丢掉了足趾间的蹼,鸭嘴变窄成了食蚁兽那种探测管,还长出了防御性的针刺。

单孔目动物有一点很像爬行类和鸟类,这也是它们名字的来源。Monotreme一词在希腊语里的意思是“单个洞”。跟爬行类和鸟类一样,单孔目动物的肛门、尿道和生殖道共用同一个开口,即泄殖腔(cloaca)。单孔目动物与爬行动物尤为相似的地方在于,它们繁殖时从泄殖腔里排出来的是受精卵,而不是幼崽。而且与所有其他哺乳动物的微型受精卵不同,它们的卵直径达到两厘米,有着粗糙的白色革质外壳。蛋里有胚胎所需的养分,直到幼崽借助鸭嘴尖端的卵齿(eggtooth)敲破蛋壳孵化出来,这一点也与爬行类或鸟类相似。

单孔目动物还有其他一些典型的爬行类特征,比如肩膀附近有着兽亚纲哺乳动物所没有的间锁骨(interclavicle bone),而爬行类动物是有间锁骨的。与此同时,单孔目动物的骨架也有着许多标准的哺乳动物特征。它们的下颌由单个骨头组成,即齿骨(dentary)。爬行类动物的下颌在与头骨其他部分连接的地方还包括3块额外的骨头。在哺乳动物进化过程中,这3块骨头从下颌移动到了中耳(middleear),被重新起了名字,叫作锤骨(hammer)、砧骨(anvil)和镫骨(stirrup),负责将声音以一种巧妙的方式从鼓膜(eardrum)传导到内耳(inner ear),物理学家们称其为“阻抗匹配”(impedance-matching)。在这一点上,单孔目坚定不移地站到了哺乳动物一边。不过,它们的内耳结构更像爬行类或鸟类,其耳蜗(内耳中负责检测不同声调的声音的管状结构)形状更笔直,却不是像其他哺乳动物的耳蜗一样卷曲成蜗牛形状,而这种形状正是耳蜗名字的由来。

单孔目动物与其他哺乳动物一样分泌乳汁哺育后代,这也正是哺乳动物最为人所熟知的特点。不过单孔目动物在这方面再次打了折扣:它们没有单独的乳头,相反,乳汁是从腹部大片皮肤的孔隙里渗出来的,它们的幼崽抓着母亲腹部的毛发舔食乳汁。我们的祖先很可能也是这么做的。和典型的哺乳动物比起来,单孔目动物的四肢朝侧面分得更开,你可以从针鼹摇摇摆摆的滑稽步态里看出这一点:不能说跟蜥蜴完全一样,但也不是哺乳动物的典型步态。这让人愈发觉得,单孔目就像是爬行类和哺乳类的中间过渡。

15号共祖长什么样子?当然,没理由认为它长得像针鼹或鸭嘴兽。毕竟它不仅是单孔目的祖先,也是我们的祖先,而我们双方都经过了一个非常漫长的进化历程。可以作为15号共祖候选者的那些侏罗纪化石物种是一群各种各样的小型动物,体型跟鼩鼱或啮齿动物相当,比如摩尔根兽(Morganucodon)和多瘤齿兽(multituberculate),后者是一个庞大的动物类群。下方展示的迷人图画描绘的是这些早期哺乳类当中的另一员,这是一只爬上银杏树的真古兽目动物(eupantothere)。

你的祖先也许长这个样子?这幅图描绘的是一种真古兽目Henkelotherium属动物。图中画的是现代银杏树的叶子,而侏罗纪时期银杏叶的裂隙更细。图的作者是埃尔克·格罗宁(Elke Gr-ning)。

单孔目 / 鸭嘴兽

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