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在一個安靜的夏夜仔細聽,你可能會聽到他們的聲音。即使你看不到蝙蝠瘋狂地撲騰,你也可能在它尋找晚餐的時候捕捉到它的高亢的啁啾聲。除了與吸血鬼有關外,它們還經常被稱為「會飛的老鼠」,並被認為是人畜共患疾病傳播到人類的罪魁禍首蝙蝠是唯一一種進化出動力飛行的哺乳動物,而且它們已經飛翔了數千萬年。那麼,這些奇怪的飛行是怎麼進化來的呢?
大約5000萬年前的始新世時期,蝙蝠突然出現在化石記錄中。古生物學家們在遙遠的懷俄明、巴黎、澳大利亞和印度等地發現了蝙蝠令人驚嘆的完整骨骼的化石。
最古老的蝙蝠與其現代的近親有一些不同。例如,根據保存較好的標本的耳朵解剖,科學家知道第一批蝙蝠無法回聲定位。他們依靠視覺、嗅覺和觸覺來尋找食物。雖然現代蝙蝠的爪子只有我們拇指的長度,但早期的蝙蝠保留了一些從祖先那裡繼承來的額外的爪子。一種可追溯到大約5200萬年前的蝙蝠化石,它的五個手指上都有爪子。新技術也為早期的蝙蝠故事增添了一些細節,最近一項對化石記錄中顏色的研究發現,在德國發現的2隻4800萬年前的蝙蝠大部分是棕色的。
儘管取得了這些進展,科學家們仍然面臨一些重大問題。首先,這些有5000萬年歷史的蝙蝠標本已經被公認為蝙蝠了,那麼它們是從哪裡來的呢?第一批蝙蝠何時、何地、為何以及如何在空中飛行是另一個被時間深埋的謎。
古生物學家對這些難題很熟悉。幾十年來,解剖學家和動物學家對鯨魚的起源感到困惑。然後,在20世紀末,大量的化石發現為有蹄類陸生哺乳動物如何成為海洋中最大的遊泳者提供了詳細的輪廓。鳥類也出現了類似的問題,它們起源於一種不為人知的爬行類祖先,直到一些關於「可怕的蜥蜴」的新觀點和驚人的化石發現證明了鳥類是活著的恐龍。直到最近,海龜才出現了類似於蝙蝠的奇怪情況,在化石記錄中,這些有殼的爬行動物似乎是憑空出現的。在過去的二十年裡,專家們發現了過渡海龜的新物種,並修正了他們對已知物種的看法,以解釋海龜是如何獲得龜殼的。
每一個令人困惑的古生物學例子都涉及到動物生活方式的重大變化。鯨魚從陸地遷移到海洋,鳥類開始是陸生恐龍,然後飛到空中,烏龜是陸生爬行動物,開始在地下挖洞。毫無疑問,蝙蝠從陸地哺乳動物祖先開始就遵循這一趨勢。問題是在哪裡可以找到早期蝙蝠缺失的例子。
簡而言之,我們不知道為什麼會少了1000萬年的記錄。根據專家去年發表的對蝙蝠化石記錄的評估,可能有幾個因素在起作用。
早期蝙蝠對棲息地的選擇可能是保護它們的一個障礙。此前有研究表明,早期的蝙蝠可能主要生活在森林環境中,而森林環境沒有很好的保護潛力。生活在森林和叢林中的現代蝙蝠的化石記錄基本上是不完整的。
牙齒構成了蝙蝠化石記錄的大部分。科學家們通常對蝙蝠化石沒有清晰的認識,除非它們被保存在特殊的地點,形成完整的骨骼。為了解開這個謎團,古生物學家們將不得不尋找這種沉積物。了解蝙蝠首次出現的時間、它們是如何進化成會飛的,以及其他更多信息的唯一方法是,去尋找更多這些5000萬到6600萬年前的巖石中的特殊地點。
改進我們對早期原始蝙蝠的看法也是至關重要的。目前的記錄並沒有提供多少提示。之前發生的只是猜測。蝙蝠是哺乳動物,所以最早的蝙蝠肯定是有毛的。我們有理由認為,蝙蝠在動力飛行之前經歷了一個滑翔階段,而最早的蝙蝠可能是食蟲動物。
在專家們尋找相關化石的同時,其他哺乳動物可能會提供一個大致的預測。蝙蝠可能是唯一進化出動力撲翼飛行的哺乳動物,但其他哺乳動物物種,從飛鼠到類狐猴,都可以通過膨脹的薄膜在空氣中滑翔。最早的蝙蝠可能沿著類似的路線進化,有一些額外的皮膚讓它們可以在樹與樹之間移動。
關於現存化石的新信息支持了這樣一種觀點,即最早的蝙蝠在樹上四處奔跑。2013年,古生物學家凱文·帕迪安和肯尼斯·戴爾在脊椎動物古生物學會年會上提交了一份研究報告,報告指出,一些最早的蝙蝠的後肢向一側彎曲,而不是直接在身體下方對齊,這種骨骼安排更適合攀爬巖壁和樹木。尋找更多的生活在樹上的動物將有助於把化石點連接起來。