最新研究證明恐龍滅絕後哺乳動物才敢在白天活動,靈長類最先

2020-12-20 澎湃新聞

恐龍對地球上的動物產生過怎樣的影響?

人們很難想像,因為對恐龍的恐懼,恐龍同時代(中生代)的哺乳動物,生活「單調」得只剩下夜間世界,全部晝伏夜出。

直到6600萬年前,恐龍滅絕後,哺乳動物才敢在白天活動。晝行性哺乳動物第一次出現:猴子、猩猩……

11月7日凌晨零點,來自以色列特拉維夫大學和英國倫敦大學學院的研究人員在《自然-生態與演化》上在線發表論文,提出了上述假說。

他們是在分析全球幾乎所有現存哺乳動物的晝夜行為數據後得出的上述結論。

並非所有的恐龍都是晝行性的。迅猛龍和一些翼龍具有明顯的夜行性特徵,但研究人員沒有發現恐龍時代晝行性哺乳動物存在的證據。

該論文的第一作者和共同通訊作者、以色列特拉維夫大學的博士研究生Roi Maor告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn),該研究直接支持了「夜行瓶頸假說」。後者是人們理解哺乳動物進化的核心概念。在今天,這種理解尤其重要,因為它是規劃有效保護方案的必要條件。

據倫敦大學學院官網信息,該論文的共同通訊作者、該校教授Kate Jones稱,「把古老哺乳動物行為上的轉變,跟當時的自然環境聯繫起來非常困難。所以,我們還不能說恐龍的滅絕導致哺乳動物在白天變得活躍。但在我們的研究中,看到了清晰的相關性。」

75年前的假說:晝行的瓶頸是恐龍

75年前,1942年,當時在美國韋恩大學醫學院(原Wayne University College of Medicine)從事研究工作的科學家戈登•林恩•沃爾斯(Gordon Lynn Walls)發表了一本關於脊椎動物眼睛及其進化的研究專著(The Vertebrate Eye and its Adaptive Radiation )。他注意到哺乳動物的眼睛形狀、視網膜結構、視覺通路與其他動物的不同之處。

在這本書中,他提出了「夜行瓶頸(nocturnal bottleneck)假說」。

戈登•林恩•沃爾斯認為,正是因為某種巨大的瓶頸存在,才導致早期哺乳動物長期囿於夜間活動,並產生了適應性。

這種巨大的瓶頸就是恐龍,或者恐龍帶來的生存威脅。

早期哺乳動物為了避免與已經佔據霸主地位的恐龍接觸,擔心被捕獲,所以選擇了在夜間活動。而現存大多數哺乳動物對夜間活動的適應,是對這一古老習性的繼承。

此後,人們在解剖學、形態學到分子生物學的研究中,收集到越來越多支持「夜行瓶頸假說」的證據。

比如,人們發現,現存絕大多數哺乳動物,無論是晝行性的,還是夜行性的,其眼睛的角膜直徑與眼球軸向長度的比值都很高,這樣的眼睛在昏暗光線下的敏銳程度更勝一籌。

與其他脊椎動物相比,哺乳動物眼睛在明亮光線下感知色彩的感受器類型更少,也許是為了補償視力上的缺陷,哺乳動物的嗅覺、聽覺和觸覺,比如貓的鬍鬚,都大大增強了。

但Roi Maor等人在論文中表示,這些證據更多是間接證據,而非直接相關的證據。更重要的是,此前的研究無法解答晝行性哺乳動物是什麼時候出現的。

晝行是否幫哺乳動物稱霸地球,需進一步研究

與化石數據相比,他們更喜歡動物行為數據。比如,一些化石暗示相關動物是夜行性的,但事實卻相反。據倫敦大學學院官網信息,一位署名作者表示,「我們活在陽光下的很多適應性的改變、進化特徵,存在我們的軟組織裡。」換句話說,這些進化特徵在骨骼或化石上可能看不到。

而動物行為是基因和生存壓力選擇的結果。

他們用現存哺乳動物的行為數據構建進化樹,來預測、重建其「最近祖先」(MRCA)的行為模式。

根據其行為模式的不同,研究人員將這2415種哺乳動物分為夜行性、晝行性、混合型(晝夜都活躍)、晨昏型(只在傍晚或拂曉時活躍)、超晝夜型(不分晝夜,每隔特定時間就活躍)動物。

他們重點關注了前三種動物,並根據關於哺乳動物進化的兩種主流假說,將它們先後構建到兩種進化樹上,然後使用可逆跳轉的馬爾科夫鏈蒙特卡洛算法(rjMCMC),來估計三種晝夜行為模式之間發生轉變的速率,以及進化樹上每個節點的後驗概率。

至此,他們成功地把一個生物學問題變成了一個數學問題。通過比較概率的大小,研究人員就可以判斷哪種情況更符合邏輯:是夜行性哺乳動物演化出了晝行性哺乳動物,或者是相反的可能。

Roi Maor告訴澎湃新聞,該論文是他博士論文中的一章。在做這項研究時,他遇到最大困難之一是收集2415種哺乳動物的晝夜行為數據。他花費了數百個小時從資料庫和文獻中搜集這些數據,而編程和分析又花費了數月。

但令他很開心的是,在同時使用三個統計方法、兩個模型進行分析後,最終得出的結論都是一致的:數據顯示,早期的哺乳動物是夜行性動物。恐龍減少或滅絕後,混合型、晝夜都興奮的哺乳動物出現,最後,晝行性哺乳動物「登場」。

混合型、晝夜都興奮的行為模式,被認為是為了應對兩種相反的自然選擇壓力。比如鱗翅目的蛾子和一些蝴蝶,它們夜裡被蝙蝠捕食,白天又成為鳥的獵物,所以採取了這種生存策略。

大約5200萬年前-3300萬年前,猿猴靈長類作為最早的晝行性哺乳動物出現。猿猴靈長類是唯一一種演化出對白天活動獲得良好適應的哺乳動物,其視覺靈敏度和色彩感知力可以與一些鳥類和爬行動物相媲美。

Roi Maor的目標是找到能更好表徵哺乳動物物種之間相關性的方式,這樣的話,「我們就可以進一步地研究數以百萬年前的動物了。」

距今6600萬年前的白堊紀-古近紀的物種滅絕事件中,地球上所有非鳥類恐龍、大多數脊椎動物、無脊椎動物和植物都消失,恐龍時代隨之結束,哺乳動物開始了「統治」。「但哺乳動物晝行行為的出現,是否幫助其取得了勝利,還需要進一步研究。」研究人員在論文中寫道。

研究人員同時表示,需要進一步研究來補足哺乳動物的進化樹,以給出晝行性動物首次出現的更確切時間。

(本文來自澎湃新聞,更多原創資訊請下載「澎湃新聞」APP)

相關焦點

  • 恐龍滅絕後,鳥類和哺乳動物在陸地上爭霸,為什麼哺乳動物取勝?
    很多人以為恐龍滅絕以後,地球就自然成了哺乳動物的天下,網上有些人甚至喜歡表達對我們祖先這種「摘桃子」行為的不齒。然而,大滅絕的倖存者並非只有哺乳動物這一家。恐龍滅絕以後,恐龍的直系後裔鳥類就與哺乳動物長期爭奪陸地霸主地位,最終是哺乳動物獲勝。
  • 它是哺乳動物的祖先,是恐龍誕生之前的霸主,後來滅絕了
    人類走進科技時代之後,開始了各個方向的探索研究,其中研究地球不同時期的生命史成為了科學家非常感興趣的一個項目。通過大量的考古研究發現,在人類誕生之前,地球同樣存在一類稱霸地球的物種,它們就是恐龍。恐龍在地球的生存時間遠遠超越人類,達到了漫長的1.6億年。
  • 身形巨大的恐龍什麼時候滅絕的,假如人類和恐龍一個時代會發生什麼?
    恐龍在地球上生活了大約1.65億年後,約在6500萬年前(白堊紀的末期)滅絕了。 如果將地球從恐龍開始的時刻到今天的所有時間壓縮為365天(一個日曆年),那麼恐龍將在1月1日出現,並且在9月的第三周滅絕。
  • 假如恐龍沒有滅絕,世界將會怎樣?
    在BBC近期播放的一部紀錄片《恐龍滅絕之日》(The Day the Dinosaurs Died)中,研究人員提出了這一假設的情形。德克薩斯大學(University of Texas)的地質學家肖恩·古立克(Sean Gulick)等科學家認為,假如小行星提早或者推遲一會兒來到地球,它就不會落到墨西哥尤卡坦半島(Yucatan Peninsula)的淺水地帶,而是撞進太平洋或大西洋的深處。
  • 恐龍時代為什麼沒有巨大哺乳動物?
    直到三疊紀-侏羅紀滅絕事件發生之後,隨著勞氏鱷亞目的滅絕,才給了恐龍變大變強的機會。隨著恐龍(非鳥恐龍)的滅絕,哺乳動物的體型逐漸大型化,不過與我們通常所認為的不同:在恐龍滅絕之後的1000多萬年間,哺乳動物的體型依然較小。比如下面復原圖中的麥塞爾熱帶雨林,代表了距今4700萬年前始新世的德國,當時的哺乳動物體型依然不會超過100公斤。
  • 未滅絕的恐龍和人類共存:這變異太逆天
    6600萬年前正值白堊紀末期,我們知道那時哺乳動物出現了多樣化發展,而恐龍物種數量已持續減少了4000萬年。」本頓認為,哺乳動物仍會最終取代恐龍,他在2016年一份研究報告中指出,恐龍在取代滅絕物種方面,要比哺乳動物更慢。
  • 恐龍時代有胎生哺乳動物存在嗎?現代哺乳動物和恐龍有什麼關係?
    後獸下綱是有袋類動物,而現存大部分的哺乳動物都屬於真獸下綱,包括我們人類在內。後獸下綱和真獸下綱都是胎生的,不同的是前者沒有胎盤,而後者有胎盤。現存後獸類:袋鼠恐龍時代有沒有胎生的哺乳動物?始祖獸恐龍和哺乳動物是什麼關係?恐龍和哺乳動物在生物演化史上是一種並列關係,它們的淵源要追溯到距今3.1億年前的古生代石炭紀晚期。當時原始爬行動物才剛剛出現,即分化為兩支,後來的恐龍屬於蜥形類那一支,而哺乳動物屬於合弓類那一支。
  • 人類為什麼要研究恐龍?意義在哪裡?
    恐龍作為地球曾經的霸主,到底是如何滅絕的?人類研究恐龍到底是為了什麼?難道古生物學真的是一門無意義的學科?這絕對不是一個無聊的問題,至少在學術界,你要獲得國家的科研經費支持,你得告訴評委你的研究意義在哪裡,而不是自我覺得OK。那麼恐龍研究的意義究竟在哪裡?
  • 爬行動物的保留地:恐龍滅絕以後,哺乳動物至今未能徵服淡水
    恐龍、翼龍和滄龍都在這起大災難中滅絕了,哺乳動物迅速崛起為新一代霸主。然而,鱷魚沒有隨著一起滅絕,它們活了下來,並繼續堅守淡水,成為爬行動物的「末代皇帝」,淡水也成為爬行動物最後一塊「保留地」。作為進化先鋒,哺乳動物的實力毋容置疑,到底是淡水太特殊,還是鱷魚太厲害,哺乳動物緣何遲遲無法攻取淡水?
  • 國際最新研究:哺乳動物或自7500萬年前就開始具有社群行為
    本文轉自【中國新聞網】;中新網北京11月3日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下國際專業學術期刊《自然-生態與演化》最新發表一篇古生物學研究論文,通過可追溯至7550萬年前的鼠形多瘤齒獸類哺乳動物的化石樣本,研究發現化石中包括多個身處同一地穴的個體骨架
  • 恐龍滅絕的N種可能
    在陸地上,體型較大的生物,包括恐龍在內都被餓死。化石記錄顯示,經過這無數的磨難,沒有任何體型超過浣熊大小的生命存活了下來。   古脊椎與古人類研究所研究員徐星在接受科技日報採訪時說:「小行星撞擊是導致恐龍滅絕的一個關鍵因素,現在證明小行星撞擊導致恐龍滅絕的科學證據比較多,也是相對來說解釋的最好的一個假說。」
  • 恐龍之所以滅絕,可能不是因為小行星,而是一個讓人類害怕的答案
    恐龍之所以滅絕,可能不是因為小行星,而是一個讓人類害怕的答案大家都知道,地球已經誕生整整40多億年了,而擁有生命的歷史也達到了36億年,而經過了36億年的演化,才衍生了現在的生物圈,才有了如今的智慧生命人類。
  • 託福閱讀|恐龍滅絕知識普及
    今天新航道小編就帶大家一起來談談託福閱讀的常規生物話題——恐龍是怎麼滅絕的。1841年,英國古生物學家(paleontologist)Sir Richard Owen把在英國南部發現的像古代大蜥蜴的骨頭化石稱作「dinosaur」,至此,人們對恐龍開始產生研究興趣。
  • 美古生物學家:恐龍真的沒滅絕 正在天上飛!
    一、恐龍是哺乳動物?  人們把恐龍描繪成像蜥蜴那樣的動物這種觀念為恐龍的滅亡提供了口實:在物種演變的競爭中,恐龍因其懶惰、遲鈍,總之因為它是低級動物而輸給了哺乳動物,於6500萬年前滅絕了。  這種觀點直到本世紀六十年代,一直在人們的看法和科學家的見解中佔支配地位。
  • 侏羅紀恐龍滅絕真實原因:小行星撞地球導致
    近日,古生物學家保羅-奧爾森(Paul Olsen)與地質學家丹尼斯-肯特(Dennis Kent)正在尋找確鑿的證據,證明侏羅紀滅絕是因為小行星所致。保羅認為,在過去的4億5千萬年前,地球先後經歷的5次生物大滅絕,地球生物逐漸堅守,最終只有最頑強的物種存活下來。  距今為止最後一次生物大滅絕正發生在6500萬年前,巨大的隕石帶來了災難,海嘯、火災、氣候劇變等,許多問題造成了恐龍的滅絕,而正是因為這樣的原因,哺乳動物開始發展,最終人類也得到進化。
  • 除了恐龍,還有哪些已經滅絕的兇猛動物
    想必大家知道最多的就是恐龍了吧,生活在中生代(三疊紀、侏羅紀和白堊紀)的恐龍曾經是地球上的絕對統治者,最終由於小行星撞地球引起的氣候變化而滅絕。那麼除了恐龍還有哪些已經滅絕了的比較兇猛的生物呢?今天來科普9種曾經存在的兇猛生物。1,巨型馬陸,又名千足蟲。
  • 和恐龍同期哺乳動物化石 專家:來自外太空
    ▲馬達加斯加發現和恐龍同期的哺乳動物化石。(圖/路透) 實習記者周依儒/綜合報導 古生物研究人員日前在馬達加斯加附近發現一具約6600萬年前的哺乳動物化石,生存年代大約和恐龍、巨型鱷魚差不多;特別的是,這隻哺乳動物的臼齒卻和一般的不同,他們也驚奇表示,「它的臼齒根本來自外太空!」據了解,這隻哺乳動物大約生活在當時的岡瓦納大陸,後因隕石撞擊和恐龍一起滅絕。
  • 如果恐龍今天還活著呢?
    如果你期待的是史前時代強大的爬行動物,像飛翔的蜂鳥這樣的微小鳥類可能會讓人失望,但這就是進化和滅絕事件所決定的。回到我們的場景:研究人員曾玩弄過恢復保存下來的DNA和克隆死亡已久的恐龍的想法,就像「侏羅紀公園」一樣,但這是一個具有挑戰性的命題。
  • 如果6500萬年前恐龍沒有滅絕,它們會進化成什麼樣?
    以至於原始的哺乳動物只有老鼠一般大,而正是如此小的體型,讓它們成功地躲過了恐龍的大滅絕事件。因此,恐龍的崛起是因為它們的祖先所處的時期正好是生物大滅絕時期,而它們的祖先以小小的體型成功的躲過了滅絕事件,這才有了之後生態位的空缺,而這也是恐龍能夠統治地球約1.6億年的根本原因。恐龍如果沒有滅絕會怎麼樣?
  • 解密:為何在恐龍時代鮮有體型巨大的哺乳動物與之抗衡?
    恐龍出現的時代遠早於哺乳動物,當哺乳動物出現的時候,世界各地已經被體型巨大的恐龍佔據,從能量和物質的流動方面來看,資源多被恐龍佔據,不利於哺乳動物發展。就像現代人類和其它大型生物的關係,從實力上來說,所有大型動物都被人類壓制,由於人類的發展,很多野生動物的家園逐漸破壞,棲息地面積一再龜縮,活動區域內的食物的種類和數量難以支撐某些大型動物種群,這就是現代很多大型動物瀕臨滅絕的原因。自現代人類出現,一些人類的分支種,比如尼安德特人都被人類擊敗,最後消失不見。