科學家對牙齒化石中的生長環進行計數，以找出最早期的哺乳動物存活的時間。隨著生命的不斷增長，牙骨質每年都像樹木一樣沉積，圖中用彩色箭頭突出顯示。可以算出Morganucodon的壽命達到14年。圖片：Nuria Melisa，MoralesGarcia。Morganucodon基於Bob Nicholls/Palaeocreations 2018模型
最早的哺乳動物由似哺乳爬行動物中的獸孔目演化而來，大約在三疊紀晚期與恐龍幾乎同期出現。
在三疊紀中期，一些獸孔目動物開始產生一些新的特徵。由多塊骨頭構成的下頜演變成單塊牙骨，牙齒也從單一外形演變為根據在口腔內的位置而具備多種形狀。頰骨弓變得更為發達以支持咀嚼肌強化的需要。它們身體的骨骼變得輕盈靈活，四肢垂直向下而不是如同原始爬行動物一般向體側伸展。它們具備發育良好的皮毛，因此可能是恆溫動物。它們正處在過渡到真正的哺乳動物的過程中的一個階段。
在約2億年前的三疊紀晚期，早期的哺乳動物與恐龍幾乎同時出現了。各種形態的恐龍佔據了絕大部分的生態位，而早期的哺乳動物的體型微不足道，主要靠昆蟲等生息在叢林中的小型獵物維生。
通過對化石的研究，我們可以了解早期哺乳動物的身體結構，但是很難了解到它們的生理功能。最近科學家研究了兩種最早的哺乳動物，分別是Morganucodon和Kuehneotherium，它們發現於英國的南威爾斯，距今已有近2億年的歷史。
通過對牙齒化石的分析，科學家第一次直接研究了早期哺乳動物的生理學，結果顛覆了我們以前的想像，它們的身體功能更像冷血的爬行動物，雖然不夠活躍但壽命更長。
研究人員從倫敦自然歷史博物館和劍橋大學動物學博物館得到了約200顆牙齒樣本，它們分別屬於Morganucodon和Kuehneotherium兩種早期的哺乳動物。然後利用歐洲同步輻射裝置和瑞士光源（世界上最亮的X射線光源）進行的掃描。
通過掃描化石的牙骨質，這種材料將牙根鎖定在牙槽中，以3D方式數字重建了牙根。牙骨質在整個生命中持續生長，就像樹木的年輪一樣，每年沉積一層，這樣就可以計算出動物的壽命。儘管小動物的牙骨質只有幾毫米厚，但掃描得到的圖像非常清晰，足以數出這些環的數量。
結果非常意外，Morganucodon的壽命可達14年，而Kuehneotherium則可以達到9年。類似大小的現代哺乳動物，如老鼠和鼩鼱，在野外只能存活一到三年。
在這些早期哺乳動物的骨骼中也能發現一些有趣的證據。骨骼包含脂肪和血管，這些血管的直徑可以揭示動物可能獲得的最大血流量，這對於諸如覓食和狩獵之類的活動至關重要。
Morganucodon的大腿骨掃描圖像
在Morganucodon的大腿骨中，血液的流速比同等大小的蜥蜴略高，但遠低於現代哺乳動物。這表明這些早期哺乳動物比小型爬行動物更活躍，但遠不如現代哺乳動物。
它們的骨骼、頭骨和牙齒都非常像哺乳動物。它們的咀嚼牙齒特別大，大腦較大，可能長著頭髮。
科學家認為哺乳動物的主要特徵，包括溫血大約是在同一階段出現的，但實際上這些特徵很可能不是同步演化的。
在大約2.7億年前，二疊紀晚期的哺乳動物祖先開始變得越來越溫血，但是，即使在經過7000萬年的進化以後，早期哺乳動物仍然更像爬行動物。