思源

哺乳動(dòng)物從一片廢墟中崛起，征服了世界。

約6500萬(wàn)年前，當(dāng)巨大的隕石撞擊地球、肅清恐龍時(shí)，地球處于一片混亂之中。對(duì)幸存的生物來(lái)說(shuō)，成為地球新統(tǒng)治者的競(jìng)賽開始了，最近的研究表明，我們的祖先是第一個(gè)行動(dòng)的。

隕石撞擊地球

當(dāng)340億噸重的隕石以30千米/秒的速度撞擊現(xiàn)在墨西哥附近的淺海時(shí)，它改變了地球的歷史。撞擊釋放的能量相當(dāng)于10億噸的核彈，燃燒的巖石經(jīng)過(guò)大氣層落到地表，導(dǎo)致了整個(gè)地球上的野火和海嘯。幾十年間，遍布整個(gè)地球的塵埃云擋住了陽(yáng)光，氣溫驟降，植物死亡。在統(tǒng)治了地球1.6億年后，大型恐龍和地球上75%的動(dòng)物一起滅亡了。

在失落世界的廢墟中，一小群幸存者，包括鳥類，鱷魚，蛇和哺乳動(dòng)物，仍然存在。這個(gè)星球正在等待被征服，殘忍的種族開始接近食物鏈的頂端，成為地球的新統(tǒng)治者。6500萬(wàn)年后的今天，科學(xué)家終于對(duì)那個(gè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)期有了清晰的了解。

隕石撞擊標(biāo)志著白堊紀(jì)的結(jié)束和新時(shí)期的開始，即古近紀(jì)。黑暗和寒冷過(guò)后，塵埃沉降，溫室氣體從地球內(nèi)部緩慢釋放，地球再次變暖。那時(shí)的溫度比現(xiàn)今的平均氣溫高出近15度，溫暖的氣候向兩極延伸。郁郁蔥蔥的熱帶雨林和闊葉林覆蓋了大部分土地，兩極都沒(méi)有冰。在許多方面，地球已經(jīng)回到了鼎盛時(shí)期。大型的食草恐龍和優(yōu)秀的捕食者曾統(tǒng)治這個(gè)星球，如今基本都消失了，除了一組恐龍——鳥類，幸免于難。其他的種群也受到了巨大的影響，只有10%的哺乳動(dòng)物存活了下來(lái)。

為贏得戰(zhàn)爭(zhēng)而進(jìn)化

為了贏得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，成為地球的統(tǒng)治者，這些動(dòng)物紛紛進(jìn)化。鳥類越來(lái)越大，巨型鳥類有著強(qiáng)壯的腿部和有力的下顎，有些鳥類可能在食物鏈的頂端。它們帶鱗片的親戚——鱷魚也想成為地球的統(tǒng)治者。在進(jìn)化的過(guò)程中，一些鱷魚的體型變得很大，一些鱷魚成為了快速奔跑的陸地捕食者。蛇也加入了戰(zhàn)斗，進(jìn)化出14米長(zhǎng)的泰坦巨蟒。為了接管大型恐龍留下的寶座，每組動(dòng)物都爆發(fā)性地發(fā)展起來(lái)。然而，它們都被一組像老鼠一樣的小型食蟲動(dòng)物（哺乳動(dòng)物的祖先）擊敗，這些食蟲動(dòng)物很快發(fā)展出今天統(tǒng)治世界的不同生命形態(tài)。

多年來(lái)，古近紀(jì)早期的生物進(jìn)化競(jìng)賽在學(xué)術(shù)界一直是備受爭(zhēng)議的主題。遺傳學(xué)家通過(guò)分析現(xiàn)代生物的基因來(lái)計(jì)算單個(gè)動(dòng)物群體的進(jìn)化歷程。遺傳學(xué)家對(duì)比了狗和大象的基因差異，在已知差異的發(fā)生速率時(shí)，他們就可以知道兩個(gè)物種的共同祖先生活在什么時(shí)候。如果按照均衡的進(jìn)化速率，這種研究方法表明，現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的祖先來(lái)源于白堊紀(jì)（1.5億年前～6500萬(wàn)年前）。在恐龍昌盛的時(shí)期，它們雖然已經(jīng)在地球上生活了千萬(wàn)年，但直到大型恐龍死亡后，它們的進(jìn)化才真正開始。

這種方法的準(zhǔn)確性不高，尤其是在需要計(jì)算的時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)。因此，一些科學(xué)家使用化石法，化石中的骨骼會(huì)講述一個(gè)截然不同的故事。在迄今為止最詳細(xì)的隕石撞擊期間的化石研究中，倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們?yōu)槲覀兲峁┝嗽缙诓溉閯?dòng)物進(jìn)化的清晰過(guò)程?？茖W(xué)家研究了早期哺乳動(dòng)物進(jìn)化的幾個(gè)不同方面。首先，他們觀察了物種的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)在古近紀(jì)早期，大量新的哺乳動(dòng)物物種發(fā)生進(jìn)化;隨后，他們分析了物種之間形狀、大小的變化，發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物在極短的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)化出了各種各樣的體型。結(jié)果表明：在大型恐龍從地表消失的那一刻，哺乳動(dòng)物毫不猶豫地開始了“爆發(fā)式”進(jìn)化。

哺乳動(dòng)物是什么？

我們對(duì)哺乳動(dòng)物都有著一些非常基本的共識(shí)，比如我們年幼時(shí)可以只喝奶就能活下去，比如我們有毛發(fā)，是恒溫動(dòng)物，再如我們是胎盤哺乳動(dòng)物，在子宮里孕育后代。然而，除了上述的基本常識(shí)之外，哺乳動(dòng)物是如何被定義的，又是如何進(jìn)化而來(lái)的呢？人類為何與狐貍、刺猬、長(zhǎng)頸鹿更相似，而不同于蟒蛇、烏龜或企鵝呢？

為了解答這些疑問(wèn)，生物學(xué)家利亞姆·杜魯認(rèn)為，我們或許可以使用曾風(fēng)靡于18世紀(jì)的方法來(lái)進(jìn)行探討。當(dāng)時(shí)人們對(duì)動(dòng)植物的定義，是根據(jù)它們共有的特征來(lái)決定的。根據(jù)相似的生殖生物學(xué)原理與呼吸原理，卡爾·林奈于1758年宣布，鯨魚和海豚不是魚，而是恒溫陸生生物譜系中的一員。為了給這個(gè)新的族群命名，林奈選擇了乳腺這一特征，將這些生物歸類為哺乳動(dòng)物。在林奈完成哺乳動(dòng)物歸類后的一個(gè)世紀(jì)，查爾斯·達(dá)爾文出版了他最偉大的著作《物種起源》，其中物競(jìng)天擇與進(jìn)化論的概念被生物學(xué)家廣泛接納。

達(dá)爾文認(rèn)為，哺乳類動(dòng)物具有許多相似的特征，這可能是由于它們都有共同的祖先。要解釋這些特征從何而來(lái)，首先我們要弄清楚這些特征有什么優(yōu)勢(shì)，以及這些始祖并不具備的特征從何而來(lái)？例如，乳腺是如何“無(wú)中生有”的？與哺乳動(dòng)物最接近的物種是爬蟲動(dòng)物，目前，我們得知哺乳類與爬蟲類的譜系約于3.1億年前朝著不同的方向演變，它們最后一個(gè)共同的祖先看起來(lái)更像爬蟲動(dòng)物，而非哺乳動(dòng)物。這個(gè)共同的祖先，以冷血、少乳、無(wú)毛為起點(diǎn)，一路演變成了真正的哺乳動(dòng)物，進(jìn)化出了如今典型的哺乳動(dòng)物的特征。

第一個(gè)被視為哺乳動(dòng)物的物種出現(xiàn)在2.1億年前。我們所知的大部分哺乳動(dòng)物進(jìn)化信息是從化石記錄中獲得的，如今科學(xué)家將5500種哺乳動(dòng)物的軀體和DNA進(jìn)行比較，從中提取出來(lái)的研究成果又與化石記錄相結(jié)合，從而進(jìn)行更深入的物種研究。

成功的七個(gè)特征

哺乳動(dòng)物的幾個(gè)鮮明特點(diǎn)幫助它們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)中有了一個(gè)好的開頭。即使在今天，這些特點(diǎn)還在幫助哺乳動(dòng)物保持他們的主導(dǎo)地位。

哺乳動(dòng)物最獨(dú)特的特點(diǎn)之一就是產(chǎn)奶的能力。白色液體起源于類似爬行動(dòng)物的哺乳動(dòng)物祖先，在干燥環(huán)境中，它們用白色的液體保持卵的濕潤(rùn)。當(dāng)它們開始讓卵在子宮內(nèi)發(fā)育并生下后代時(shí)，乳汁獲得了另外一種功能——在后代的生命初期，為它們提供最好的營(yíng)養(yǎng)，而且乳汁也可以讓母親轉(zhuǎn)移免疫體，因此可以防止后代生病。父母不需要再為后代尋找食物了，它們不再完全依賴食物。

毛皮對(duì)于早期哺乳動(dòng)物也非常重要，它可以幫助哺乳動(dòng)物在溫度下降時(shí)保持溫暖，在氣溫炎熱時(shí)，隔絕熱量。體溫是由快速的新陳代謝決定的，新陳代謝確保了體溫的恒定。恒溫為體細(xì)胞提供了最佳條件，使動(dòng)物在一整天內(nèi)都可以保持較高的能量。與依賴陽(yáng)光的冷血爬行動(dòng)物不同，哺乳動(dòng)物可以適應(yīng)寒冷地區(qū)或在夜間活躍。額外的能量使哺乳動(dòng)物可以在更大的區(qū)域覓食，更有效地捕食獵物。

哺乳動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出更復(fù)雜的心臟，這使高活動(dòng)水平成為了可能。爬行動(dòng)物的心臟只有三個(gè)心室，哺乳動(dòng)物已經(jīng)發(fā)育出有四個(gè)心室的心臟。多出一個(gè)心室意味著來(lái)自肺部的富氧血液在被泵入血管之前，不與來(lái)自身體的貧氧血液混合。因此，體細(xì)胞可以持續(xù)不斷地接收大量的氧氣，保持動(dòng)物的快速代謝，使動(dòng)物保持活躍。

牙齒是哺乳動(dòng)物在種族競(jìng)賽中的另一大優(yōu)勢(shì)。與大多數(shù)其他動(dòng)物群體不同，每種哺乳動(dòng)物的口腔中都有許多不同類型的牙齒，牙齒的類型因物種而異。人類有前牙、犬齒和臼齒，每類牙齒都有自己的功能。和其他哺乳動(dòng)物一樣，牙齒讓我們可以吃各種各樣的食物并將其粉碎，因此我們可以更快更有效地吸收營(yíng)養(yǎng)。

哺乳動(dòng)物靈活的四肢加強(qiáng)了哺乳動(dòng)物對(duì)不同棲息地和食物的適應(yīng)能力。當(dāng)鳥類的手被縮減為一組帶羽毛的手指時(shí)，哺乳動(dòng)物可以靈活地使用四肢，能夠利用前腿爬行、挖掘、處理食物和工具，并支撐它們沉重的身體?？梢宰杂傻厥褂盟闹尣溉閯?dòng)物能夠更好地利用周圍環(huán)境和資源，促進(jìn)哺乳動(dòng)物體型變大。

然而，哺乳動(dòng)物能夠征服地球的關(guān)鍵在于它們的頭部。第一批哺乳動(dòng)物在它們的耳朵里進(jìn)化出了一組新的骨骼，稱為槌骨和砧骨。新的骨頭和也存在于爬行動(dòng)物、鳥類身上的鐙骨一起，讓哺乳動(dòng)物能聽(tīng)到其他動(dòng)物聽(tīng)不到的更高頻率的聲音。此外，古化石顯示哺乳動(dòng)物的嗅覺(jué)和感覺(jué)也有改善。對(duì)哺乳動(dòng)物祖先頭骨的充分研究揭示了改善感官的影響。

大腦是一個(gè)在哺乳動(dòng)物體內(nèi)非常大的器官，被特殊的腦組織覆蓋。由于神經(jīng)計(jì)算需要大量的能量，因此哺乳動(dòng)物的大腦與身體恒溫密切相關(guān)。有些人甚至認(rèn)為，高智力是動(dòng)物進(jìn)化出恒溫的重要驅(qū)動(dòng)力。

為了處理感官印象，哺乳動(dòng)物進(jìn)化出了更大的大腦，并且很快就使用了新的那部分大腦。新大腦中心的功能逐漸從解釋感官印象，轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q問(wèn)題。人類的大部分大腦皮層是從這些新的特征發(fā)展而來(lái)的。當(dāng)動(dòng)物需要適應(yīng)新的生活環(huán)境的時(shí)候，智力是非常重要的因素之一，古近紀(jì)的哺乳動(dòng)物聰明到足以征服整個(gè)星球。

寒冷意味著新的機(jī)會(huì)

當(dāng)哺乳動(dòng)物成為了優(yōu)勢(shì)物種，它們就永遠(yuǎn)不會(huì)放棄這個(gè)位置。在隕石撞擊的2000萬(wàn)年后，氣候的變化給哺乳動(dòng)物帶來(lái)了更多好處。大陸漂移促使南極洲和澳洲分開，南極洲周圍出現(xiàn)新的洋流，刺激了地球的緩慢降溫。隨著氣溫下降，兩極的冰蓋開始增長(zhǎng)，水被“捆綁”在冰上，造成海水水位下降，分離的地區(qū)之間出現(xiàn)新的大陸橋。此外，印度和亞洲相撞，非洲與亞洲相撞，歐洲和北美洲與南美洲接觸，使哺乳動(dòng)物更容易傳播。寒冷的氣候也改變了生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，地球上不再只是森林，而是包括了沙漠、苔原和廣闊的草原，新環(huán)境為哺乳動(dòng)物的更多變異鋪平了道路，并且促進(jìn)了大型食草動(dòng)物和捕食者的發(fā)展。

哺乳動(dòng)物在海洋和陸地中都贏得了比賽，但成功的關(guān)鍵并不在于物種的數(shù)量，實(shí)際上，鳥類和爬行動(dòng)物的物種數(shù)量都超過(guò)了哺乳動(dòng)物。哺乳動(dòng)物能夠成為優(yōu)勢(shì)種群是因?yàn)樗鼈儶?dú)特且多樣的身體形態(tài)、生活方式、棲息地和大小。哺乳動(dòng)物有翅膀、鰭和腿，它們生活在山區(qū)和地下，包括最小的陸棲脊椎動(dòng)物和地球上最大的動(dòng)物——鯨魚。

隕石撞擊在幾秒間改變了地球的命運(yùn)，留下了多種可能。如果隕石沒(méi)有撞擊地球，或者哺乳動(dòng)物的進(jìn)化十分緩慢，世界可能是完全不同的樣子。但這些隨機(jī)因素的組合讓我們的祖先成為了贏家。

今天，哺乳動(dòng)物生存在世界上各種不同的地形中，上至北極狐和北極熊，下至獾和鹿;從角馬和獵豹到駱駝和沙漠鼩。鯨魚游泳、馬匹飛奔、蝙蝠飛行、袋鼠跳躍、猴子攀爬，大千世界，無(wú)奇不有。哺乳動(dòng)物成為統(tǒng)治這個(gè)星球的物種。