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雷兽化石显示一些哺乳动物可能是如何变大的

2023-05-22 08:59:58生活传统的飞鸟
对于某些哺乳动物来说,恐龙灭绝后通往巨人症的进化之路并不总是一条直路。研究人员在5月12日的《科学》杂志上报告说,在2200万年的演化过

对于某些哺乳动物来说,恐龙灭绝后通往巨人症的进化之路并不总是一条直路。研究人员在5月12日的《科学》杂志上报告说,在2200万年的演化过程中,一种已灭绝的、体型庞大、类似犀牛的生物被称为雷兽,它们演化成更大和更小的形态。但与体型较小的同类相比,大型雷龙似乎享有相对不拥挤的生态位,因此不易灭绝,这解释了该群JuanCantalapiedra说。“在这个有组织的、可预测的世界里,进步是自然而然的事情,而适应得更好的人总能幸存下来。”

雷兽化石显示一些哺乳动物可能是如何变大的

大约6600万年前,非鸟类恐龙灭绝后,哺乳动物变得更大——有些变得非常大(SN:4/25/22)。以前不比猫或土狼大,一些哺乳动物迅速转变为一公吨或更多的巨人。雷兽是最早长到巨大体型的哺乳动物之一——它们的名字来自希腊语,意思是“雷声”和“野兽”。

但是,虽然在近60种已知的雷兽物种中,有一半以上的重量超过一公吨,但这些“雷兽”的第一步脚步声根本不是雷鸣般的。大约5600万年前,始新世早期,当最早的雷兽出现在古代北美和亚洲茂密的森林中时,它们的体型与边境牧羊犬差不多——几乎不是雷鸣般的牛群。

在大约1600万年的时间里,这些谦虚的哺乳动物已经成长为一个巨人家族。

这种戏剧性的转变也发生在其他哺乳动物谱系中(SN:3/31/22)。对这种趋势的正统解释称为Cope规则,认为单一物种中较大的个体比较小的个体具有适应性优势。高耸于食肉动物是远离菜单的好方法,更大的身体可以带来更大的大脑、更多的饮食选择和许多其他优势。“因此随着时间的推移,种群会变得更大,只是因为它更好,”Cantalapiedra说。

Cope的规则预测,自然选择会导致物种及其谱系随着时间的推移逐渐变大。但这项新研究表明,雷龙遵循一条不同的进化路径走向巨人症。

Cantalapiedra及其同事测试了三种不同的进化情景——包括Cope规则——如何很好地解释雷龙的化石记录。他们还使用化石数据来寻找雷兽的大小、生态与灭绝或分裂成新物种的可能性之间的联系。

新的分析表明,雷龙物种通常保持大致相同的大小,直到分裂成新物种,新物种可能比它们的祖先更大或更小。但由于较小的物种分支成新物种并更频繁地灭绝,雷兽总体上往往会随着时间的推移而变大。

将雷龙的家谱与盆景进行比较,Cantalapiedra表示,这种机制有点像让盆景树的树枝正常分裂,同时“从一侧剪掉树枝”。另一方面,Cope的规则就像使用电线连续地引导树朝一个方向移动。

“对于哺乳动物的体型较大,我们经常援引Cope法则,”未参与该研究的伦敦大学学院进化生物学家RyanFelice说。“也许这就是证据:故事还没有结束。”

除了体型之外,古生物学中还有一个更广泛的问题,即剧烈的进化变化是如何发生的。

回到Cantalapiedra的盆景,自然选择是否逐渐弯曲生命之树的树枝,按照科普的规则塑造个体物种?或者当大规模的生态或环境过程切断整个分支时会发生戏剧性的转变吗?

Brontotheres的巨大比例趋势似乎暗示了后者。在一个大型食草动物比小型食草动物少的世界里,小型雷兽与其庞大的同类相比似乎面临着更激烈的竞争。研究人员说,大型雷龙之所以胜出,是因为它们的生态环境不同,不一定是因为体型较大的个体比同类中体型较小的成员更具优势。

Felice说,检查相同的模式是否适用于其他大型动物群将是一个有趣的下一步。他还建议将古气候数据纳入分析,以寻找气候变化与哺乳动物进化之间的任何联系——这些模式可能暗示现代气候变化可能对进化产生涟漪效应。