恐龍時代的哺乳動物都是些迷你獸,形態很像現在的老鼠,體長鮮有超過十幾釐米的,體重約幾十克左右。為什麼恐龍那麼大,同時代的哺乳動物卻那麼小呢?
簡單地說,就是生態位已經被恐龍佔滿,後起的哺乳動物難以再向大型化發展。還有科學家認為,是早期哺乳動物選擇的晝伏夜出的生活方式,限制了它們走向大型化。
哺乳動物並非生不逢時,而是沒有抓住機遇
今天我們回顧哺乳動物早期進化史的時候,經常說我們的祖先生不逢時,被恐龍壓制了1.4億年,這個說法總的來說不算錯,但還是有些片面。
哺乳動物的祖先:犬齒獸類
哺乳動物是很古老的一類動物,我們的先祖與恐龍起源幾乎同時,大約在2.25億年前的晚三疊紀。哺乳動物的祖先是似哺乳爬行動物,具體地說是爬行綱—合弓亞綱—獸孔目—犬齒獸亞目。
迄今發現的最早哺乳動物化石,為晚三疊紀的隱王獸,出土於美國德克薩斯。隱王獸僅有部分顱骨化石,只能看出其體型非常小,而且大腦進化得比爬行動物更加先進。
在我國發現的中國尖齒獸,可追溯至侏羅紀早期。尖齒獸的顱骨化石比較完整,看得出具有完全成型的單一下頜關節,內耳比較發達,而且牙齒有了一定的分化,這些都是哺乳動物的特徵。然而其臼齒一生可以多次換牙,這是爬行動物的特徵,現代哺乳動物一生只換一次牙。
目前發現的最早哺乳動物:隱王獸
三疊紀末期發生了一次大滅絕事件,其規模不亞於後來將恐龍送進墳墓的那次大滅絕。當時的陸地霸主勞氏鱷類在這場災難中滅絕了,留下了一個巨大的生態位空白。遺憾的是,我們的祖先沒有抓住這次機遇,讓恐龍佔了先機。而等到恐龍統治陸地已成既成事實,哺乳動物就難以再有作為了。地球上資源就這麼多,恐龍先佔了,別的動物就很難擠進去了。俗語講的「一步拉下了,十步趕不上」,就是這個道理。
我們祖先為什麼會錯失良機,既有客觀原因,也有主觀原因。客觀上,當時地球環境比較溼暖,比較適合恐龍等蜥形類爬行動物,而我們祖先比較耐寒、耐旱,這個優勢在當時環境條件下發揮不出來。
主觀上,原始哺乳動物當時並沒有做好接管世界的準備。哺乳動物的優勢,一是牙齒有了分工,處理食物效率更高;二是大腦更加發達,更加聰明。然而,當時我們祖先並沒有找到一條正確的進化道路,不知道如何去發揮我們的優勢,還是像爬行類一樣生活,等於以己之短搏人所長,自然鬥不過恐龍了。
以法索拉鱷為代表的勞氏鱷類,是恐龍之前的霸主
不管是什麼原因,總之進入侏羅紀以後,恐龍時代就來臨了,哺乳動物被壓制於黑暗之中1.4億年之久。
哺乳動物有沒有做過與恐龍競爭的嘗試?
現存哺乳動物主要分三大類:原獸類、後獸類和真獸類。原獸即鴨嘴獸和針鼴,後獸即有袋類,真獸即有胎盤類——包括當今絕大多數哺乳動物——老鼠、牛、狼和我們。研究發現,後獸和真獸是姐妹群,而原獸與它們關係較遠。我們把系統發生關係介於原獸和後獸/真獸之間的稱為異獸類,恐龍時代的哺乳動物多數屬於這個類群,其中最繁盛的當屬多瘤齒獸。
多瘤齒獸體型和習性都與老鼠頗為相類,它們是第一類廣泛分布於地球上的哺乳動物。它們的頜骨可以前後移動,將嘴裡的食物擠壓磨碎,大大提高了取食效率。
多瘤齒獸:中生代的「老鼠」
多瘤齒獸從侏羅紀中期一直存活到新生代的始新世晚期,前後持續近1.5億年,是哺乳動物進化史上存在時間最久的一支。始新世以後,現代齧齒目(老鼠)開始繁盛。多瘤齒獸之與老鼠,與有袋食肉類之與真獸中的食肉類非常相似,這兩對都是習性頗為相似,但後者生理機能比前者更先進,競爭的結果也都是後者把前者淘汰掉了。
一提到恐龍時代的哺乳動物,多數人會說小不點、晝伏夜出、吃蟲子或草,當時最繁盛的多瘤齒類以及多數哺乳類確實是這樣,但也有的哺乳動物已經開始向恐龍宣戰,試圖與恐龍爭奪食物和領地,其中的傑出代表就是三尖齒獸目的爬獸。
爬獸是2005年由我國中科院的專家胡耀明發現的,體長約1米,是中生代最大的哺乳動物。它是一種兇猛的食肉動物,頜骨與狐狸差不多長,身形有點像獾,門齒和犬齒都很尖銳,頰齒可抓住和撕咬獵物。在它的胃中發現了幼年鸚鵡嘴龍的殘骸,證明爬獸以小恐龍為食。
爬獸復原圖
然而,從化石來看爬獸很少咀嚼食物,還是像鱷魚一樣囫圇吞。而且爬獸四肢短小,行走方式仍以爬行為主(爬獸因此而得名),不像今天的哺乳動物可以把身體支撐起來。爬獸試圖以模仿爬行動物的方式來打敗爬行動物,這種「師夷長技以制夷」的做法註定是條進化的死胡同。爬獸的化石記錄只在中國發現過一次,說明這類動物很不繁盛。
古生物學家從未放棄過尋找「萬獸之祖」的努力,直到2009年在我國遼寧發現了中華侏羅獸,化石年代是距今1.6億年前的侏羅紀晚期,專家認為它的系統發生關係應該處在距離我們直系祖先很近的位置上。這是一種體型很小的古哺乳動物,只有7-10釐米長,體表有毛,擅長爬樹,以昆蟲為食。我們的直系祖先在當時應該也是類似這樣的動物。
恐龍時代的哺乳動物,尤其是我們的直系祖先,已經找到了適合自己的進化道路。它們用分化的牙齒進行咀嚼,提高了食物攝入率,產生額外的能量用於維持較高的體溫,幫助它們在寒冷的黑夜中保持生理峰值活動。更多的能量攝入,以及我們四肢長在軀幹正下方的體態,大大提高了運動能力,又反過來增強了攝食能力。此外,更高的能量供給也可以支持我們聰明的大腦進行思考。這個時候,我們的祖先已經做好接管世界的準備了。
中華侏羅獸
有科學家說,正是由於我們為了避開恐龍而選擇在夜間活動,促使我們建立起恆溫機制,這大大限制了我們的大型化,這個假說被稱為「夜行性瓶頸假說」。畢竟,哺乳動物的食物攝入量是同體型爬行動物的幾倍乃至十幾倍,這就是溫血的代價。
然而,從後來發生的事來看,這個代價是值得的。哺乳動物的生理優勢,在順境中體現不出來,到災變時刻就顯現出來了。恐龍和哺乳動物的生存博弈,是進化版的「生於憂患,死於安樂」的故事。
世界末日和黎明
距今6600萬年前,一顆巨大的隕星撞擊地球,揚起的灰塵使地球成年累月不見天日,這就是白堊紀末大滅絕事件。這對恐龍來說是世界末日,對哺乳動物尤其是真獸類來說,則是新時代的黎明。這一次,哺乳動物把握住了機遇,打敗了倖存的爬行動物和鳥類,成為世界新一代霸主。
隕星撞擊引起白堊紀末大滅絕事件
大災難發生之後300萬年,在恐龍時代像老鼠一樣大的哺乳動物,開始出現狗那麼大的種類了。距今約4000萬年前,首批巨型哺乳動物猶因他獸、安氏中獸出現。哺乳動物的時代來臨了!