关于进化世界哺乳动物怎么合，你需要知道这些最早的哺乳动物是如何与恐龙一起繁衍生息的？

大量化石发现表明，古代哺乳动物进化出了多种适应性，可以利用天空、河流和地下巢穴。

早期的哺乳动物像这种老鼠大小的物种刘康东与长有羽毛的恐龙共存华夏在白垩纪的温带生态系统中，在现在的中国北方的辽宁。图示：Davide Bonadonna

夜幕降临在一亿八千五百万年前的侏罗纪早期，[医]凯恩特氏菌正在照顾她刚孵出的孩子。大雨打在她的巢穴上方的河岸上，她看着她那几十个小小的孩子。她的体型和一只大猫差不多，可以很容易地成为哺乳动物，但她的大下颌骨、有特征的牙齿和缺乏外耳会让她暴露出来：她是一只犬儒主义者，是哺乳动物进化的群体中的一员。在没有任何预警的情况下，浸透了的河岸坍塌了，掩埋了孵化的幼崽和它们的母亲。

他们一直呆在那里，直到2000年夏天，德克萨斯大学奥斯汀分校的蒂莫西·罗(TimothyRowe)率领的化石搜寻团队偶然发现了他们散落在亚利桑那州北部卡伦塔组岩石中的骨头。

最初与化石的相遇并没有给古生物学家留下深刻的印象。他们挖出了那块木块，把它运回实验室保管。直到九年后，一位准备化石进行研究的专家才注意到一件令人吃惊的事情：嵌在这块木块里的是细小的牙齿，而下颌骨只有1厘米长。“他们立即停止了准备工作，并考虑了对婴儿进行非破坏性检查的方法，”伊娃·霍夫曼(Eva Hoffman)说。他当时和罗在德克萨斯州，现在是纽约市美国自然历史博物馆(American Museum Of Naturary History)的古生物学家。霍夫曼和罗用微计算机断层扫描仪(MicroComputedTomography，MicroCT)对骨头进行数字化提取，而不是侵入岩石，后者使用X射线来生成细粒度的三维图像。

他们在岩石中发现的是第一批已知的侏罗纪哺乳动物或其亲属的婴儿，其中不只是一个，而是38个，这是过去十年中与哺乳动物起源有关的最重要的发现之一。[医]凯恩特氏菌目前正处于哺乳类动物的边缘--研究人员说，它提供了至关重要的洞察力，了解了哺乳动物的特征，以及它们早期亲属中存在的特征。

[医]凯恩特氏菌在许多方面，它的骨骼就像哺乳动物一样，但化石表明它仍然很像爬行动物，产生了大量的小脑袋后代。霍夫曼说，相比之下，“哺乳动物妈妈在数量较少的婴儿身上投入了很多钱，每个婴儿都有更好的生存机会”。哺乳动物的婴儿在父母的照料下花费更长的时间，发育出相对较大的大脑，而这些化石幼崽的骨骼和牙齿发育得很好，暗示着它们可以自食其力，不能像今天所有哺乳动物一样，靠母乳喂养。

这一发现是在过去10-20年中的大量发现之一，这些发现在哺乳动物进化中具有启发性的里程碑意义。尽管世界各地都在出现重大发现，但最大数量的化石来自中国；它们一起推翻了恐龙时代的哺乳动物是小而平凡的食虫动物的观念，在巨大的爬行动物的阴影下生存下来。

这只老鼠大小头骨是来自中国北方的许多化石之一，这些化石使哺乳动物的特征进化的图景更加清晰。：孟杰等人自然472, 181–185 (2011)

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这些化石揭示了早期哺乳动物的生态多样性，并在滑翔、游泳、挖洞和攀爬方面进行了实验。这些发现也开始揭示哺乳动物许多关键特征的进化起源，比如哺乳期、大大脑和敏锐的感官。

科罗拉多州丹佛自然与科学博物馆的脊椎动物古生物学家大卫·克劳斯(DavidKrause)表示：“在过去20年里，早期哺乳动物发现的激增，特别是来自中国的发现，令人眼花缭乱、头脑麻木、绝对令人眼花缭乱。”

这一巨大的发现也引起了争论：一些研究人员对哪些化石群是真正的哺乳动物和哺乳动物家族的形状存在分歧。伊利诺伊州芝加哥大学的古生物学家热西洛说：“我们想要用进化生物学的语言来理解我们的早期历史，这就是让我兴奋的原因。”“这就是为什么整个领域如此有趣的原因，因为化石记录越来越好，我们开始真正解决其中的一些问题。”

走出阴影

1824年，在伦敦地质学会，博物学家威廉·巴克兰展示了第一批已知恐龙之一的骨骼，巨龙。在同一次谈话中，他发现了在同一化石矿床中发现的哺乳动物的小颚。它们的存在表明哺乳动物有着非常深厚的历史，但正如经常发生的那样，恐龙的发现完全掩盖了哺乳动物的发现。

来自世界各地的哺乳动物发现缓慢的涓涓细流持续了150年。然后在1997年，研究人员描述了中国东北辽宁化石丰富的岩石中的第一种古代哺乳动物。2闸门打开了。据美国自然历史博物馆的古生物学家金梦说，自那以后，已经在那里发现了50个或更多接近完整和“美丽的标本”。就像恐龙化石一样，它们被当地农民挖掘并出售给博物馆。

但是，英国爱丁堡大学的古生物学家SteveBruatte说，恐龙仍然得到了绝大部分的关注。“直到最近，通过罗、孟等人的工作，哺乳动物才得到了应有的回报。”

中国大部分哺乳动物化石是在火山将动物埋在火山灰中时形成的，它们的细节非常细致。典型的中生代哺乳动物化石亿到6600万年前)不过是牙齿和颌骨碎片而已，但中国的标本通常有完整的骨骼，皮毛、皮肤和内脏。“我们有很多细节来回答科学问题，”孟说，他对了解哺乳动物耳朵的进化很感兴趣。

这些发现推翻了以前的教条。“我们曾经说过，在恐龙时代，哺乳动物是完全不引人注意的。他们只是这些小老鼠在阴影中飞来飞去，“布鲁萨特说。但他说，这些动物“正在经历自己的进化爆炸”。

哺乳动物最早出现在至少1.78亿年前，并在恐龙中飞来飞去，直到6，600万年前，除了鸟类以外，这些动物中的大多数都被消灭了。但是哺乳动物不需要等到物种灭绝后才能多样化，形成多种形式和物种。诺曼俄克拉荷马大学(University Of Oklahoma)古生物学家理查德·西费利(Richard Cifelli)说：“这些新发现记录了一种前所未有的巨大生态多样性。”

在研究人员开始以化石形式发现的第一批创新中，有一些是与运动有关的。2006年，孟的团队报告了第一只滑翔哺乳动物3，1.64亿岁伏氏它的翅膀膜是用毛茸茸的皮肤制成的，就像今天的飞松鼠一样。在2017年，罗的团队补充说维列沃顿和麦奥帕塔，它们大约生活在同一时间，属于一个叫haramiyid的群体。这些动物与一些最早飞行的恐龙一起在树木之间猛扑过去，利用以前无法利用的食物资源。

研究人员发现了其他他们认为是后来才进化出来的专业：阿吉洛科顿可以爬树啃树皮吃树液鸭嘴兽大小的河流居民蓖麻有蹼足和海狸状的尾巴供游泳。；和多科福索有爪子和爪子用来挖掘，看上去像一只现代鼹鼠。

这些哺乳动物也适应了多种饮食，比先前设想的要多样化得多。2014年，克劳斯描述了土拨鼠的样子。文塔纳马达加斯加一种可能以根和种子为食的食草动物。和狼獾大小的食肉动物河马，孟氏的研究小组在2005年报道，它的胃里有恐龙宝宝的骨头。孟说，这些新发现的化石哺乳动物中有许多属于灭绝已久的亚类。与中生代不同的是，今天的哺乳动物只有三种：胎盘，占物种的大多数，包括人类；袋鼠和考拉等有袋动物，在子宫中怀孕时间很短，发育持续在一个囊袋中；产卵单树，仅以鸭嘴兽和几只壁虎为代表。“但是在地质史上，还有许多其他的类群，如多结核，三齿突和海神，”孟说。“在侏罗纪，哺乳动物实际上是非常多样化的。”

一些，比如像史竹一样朱拉玛雅罗氏的研究小组在2011年描述了这一现象，距今已有1.6亿年之久，是最早的胎盘哺乳动物之一，因此有可能成为我们的祖先。

一些恐龙时代的哺乳动物也比想象中的要大得多。河马是12-14公斤，而浣熊大小文塔纳体重9公斤。“令人兴奋的是，我们打破了古老的神话，早期哺乳动物来自一个非常卑微的广义祖先，”罗说。

这些发现不仅来自中国。重要的化石也来自美国、西班牙、巴西、阿根廷、马达加斯加和蒙古。一些最耐人寻味、最古老的化石--以及我们知识上最大的缺口--都与南方大陆有关。在南方大陆，已知的中生代哺乳动物和它们的亲属只有五属，而北纬则有70多属。在过去的二十年里，巴西已经产生了超过2亿年的三叠纪化石。肯塔基州路易斯维尔大学(UniversityofLouisville)的古生物学家吉列尔莫·鲁吉尔(GuillermoRougier)将这些发现描述为“不可思议的发现”，它们就在哺乳动物和它们的鼻祖之间。“这些形式确实显示了一个非常过渡的过程，从典型的非哺乳动物的事物，到几乎具有早期哺乳动物所有特征的事物。”

哺乳动物必须拥有

最新的发现也为主要哺乳动物特征的进化提供了线索。例如，哺乳动物敏锐的听觉在一定程度上是由于中耳的微小骨头--锤骨、砧骨和鼓室外耳道。但在哺乳动物的爬行动物祖先中，这些骨头是颌骨的一部分，用来咀嚼而不是听觉。哺乳动物的先驱者，如类似于什摩根草从2.05亿年前，移植了一个哺乳动物组织的原型，允许这两种功能。

2011年，孟报告了一家公司来自中国的一亿二千万年前的标本，属于一组哺乳动物，命名为刘康东(见“哺乳动物标志”)。大鼠大小的化石显示了三块中耳骨头，但它们仍然被软骨附着在颌骨上。“听觉功能和咀嚼功能仍未完全分离，”他解释道。这是从下巴到耳朵的进化转变的有力证据。

这个保存了一亿六千万年的标本[医]伞形麦草显示了早期滑翔是如何进化的。：泽西洛/芝加哥

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哺乳动物的另一个独特的特点是他们在小包裹中咀嚼和进食食物的方式复杂，而不是像蛇和短吻鳄那样吞咽东西。为了使之成为可能，哺乳动物进化出多种复杂的牙齿来咬和研磨食物。

但在婴儿时期，哺乳动物被另一种方式营养--从母亲的乳腺中哺乳。“我们的整个团队都是以这个不可思议的生物创新命名的，”罗说。喝牛奶是通过吸吮和吞咽的能力，在喉咙中的舌骨和支撑它们的肌肉的帮助下实现的。该设备还构成语音盒。

七月份，罗先生发表了一篇论文，揭露了一只1.65亿年的田鼠大小的多科狗，它是真正哺乳动物的近亲，喉咙的舌骨被保存了下来。14. [医]细纹微密码子是已知最早能够像现代哺乳动物一样哺乳的动物。

这一层次的细节是罕见的，并且-类似于对[医]凯恩特氏菌雏鸟-只有通过微CT扫描技术的进步，耳骨和咽喉骨骼的研究才有可能，克劳斯说。这项技术还揭示了早期哺乳动物嗅觉能力和大脑的细节。他说，这些发现是“以以前不可能而且几乎无法想象的方式给这些早期哺乳动物注入生命”。

很多我们认为是定义哺乳动物的特征--复杂的牙齿、极好的感官、哺乳期、小窝数--实际上可能在真正的哺乳动物之前就已经进化了，而且相当快。“越来越多的人认为这一切都是在一个非常短的进化实验中出现的，”罗说。他说，当类哺乳动物的生物在中生代漫游时，“它的血统已经具备了现代的外观和现代的生物适应能力”。

家庭剧

虽然专家们在许多问题上意见一致，但对于早期哺乳动物群的亲缘关系，以及哪些群体是真正的哺乳动物，仍有很多争论。霍夫曼说，这就导致了关键特征是如何进化的不确定性。

孟和罗两人各自发展了自己的进化树，两者之间的一个症结是哈拉米耶类动物。孟认为这个早期的群体属于真正的哺乳动物，而罗认为这是一个分支。已知的最古老的哈拉米耶类动物来自于2.08亿年前的三叠纪。如果它们是真正的哺乳动物，那么哺乳动物的起源至少可以追溯到那么远--如果不是的话，那么最古老的已知哺乳动物已经有1.78亿年的历史了，甚至可以追溯到侏罗纪。

更多的化石将有助于解决这些问题，并带来更多的惊喜。克劳斯和孟说，他们都在研究令人兴奋的化石，但尚未公布他们的发现，数十个未经研究的标本被堆放在他们的中国同事的办公室里。

古生物学家的愿望清单上有很多东西。罗想了解的一个特点是增长率。爬行动物在一生中生长缓慢，而哺乳动物在年轻时迅速生长，然后在高原上生长。他希望能找到从婴儿到成人的一系列化石来观察这一切的发生。他说：“这是哺乳动物最关键的特征之一，有助于定义我们的生物学。”

霍夫曼和孟都认为胚胎和更多的婴儿将是重要的发现--就像[医]凯恩特氏菌由于发现了数十只雏鸟，它们将帮助我们确定哺乳动物式的小窝仔出现的日期。孟的梦想是找到一只怀孕的哺乳动物。他说：“我一直在想，我会在骨架里找到一只哺乳动物，你可以看到一些非常精致的骨骼，它要么是一个尚未孵化的卵子，要么是一个更有趣的胎儿。”

如果说这一系列的发现给研究人员带来了什么教训的话，那就是每一个化石发现都有可能为进化史增添一章，甚至在其头上翻过流行的叙事。“我们真的处在一个令人兴奋的，几乎疯狂的阶段，许多新的证据出现，这需要时间来合成，”布鲁塞尔说。

搬运（nature）