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據(jù)《科學(xué)美國人》報道,對一枚2.5億年前化石的精細(xì)成像研究,首次確鑿證實哺乳動物的祖先會產(chǎn)蛋(Detailed imaging of a 250-million-year-old fossil has revealed the first proof that the ancestors of mammals laid eggs)。
這一發(fā)現(xiàn)解答了關(guān)于人類遠(yuǎn)古祖先繁殖方式的長期疑問,并揭示它們?yōu)楹文茉诘厍蚴飞献顕?yán)重的大滅絕事件之后迅速繁盛。
長期以來,科學(xué)家推測哺乳動物的祖先——一類被稱為獸孔目的生物(a group known as the therapsids),如同現(xiàn)存的鴨嘴獸、針鼴一樣以產(chǎn)蛋方式繁殖。
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但在化石記錄中,學(xué)界始終缺乏合弓綱動物產(chǎn)蛋的直接證據(jù)(But they lacked any direct evidence of synapsid eggs in the fossil record)。
在這項新研究中,南非約翰內(nèi)斯堡金山大學(xué)的朱利安·貝努瓦及其團(tuán)隊分析了三塊含有水龍獸化石的巖石標(biāo)本。
研究團(tuán)隊采用X射線顯微計算機(jī)斷層掃描(μCT)與同步輻射計算機(jī)斷層掃描(SRCT)技術(shù),對巖石內(nèi)部的骨骼進(jìn)行無損檢測。
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這三塊標(biāo)本代表了出生前不久至出生后不久的不同發(fā)育階段。研究作者指出,多條證據(jù)均表明,其中發(fā)育程度最幼小的水龍獸個體,死時仍處于蛋內(nèi)。
例如,包裹它的巖石結(jié)核尺寸與一枚蛋相符;胚胎呈蜷曲姿態(tài),輪廓貼合蛋的卵形;其骨盆、脊柱基部椎骨與肋骨結(jié)構(gòu)松散,說明骨盆與軟骨尚不足以支撐身體重量,符合尚未破殼個體的特征。
最為關(guān)鍵的是,新成像結(jié)果顯示,最年幼的水龍獸標(biāo)本下頜左右兩半尚未愈合(Most importantly, the new images reveal that the two halves of the lower jaw had yet to fuse in the youngest Lystrosaurus specimen)。龜類與鳥類的下頜在出殼前便已愈合,以便幼體破殼后自主進(jìn)食。
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因此,這只水龍獸未愈合的下頜,是它死于蛋內(nèi)的又一關(guān)鍵證據(jù)。另外兩塊標(biāo)本則顯示出更成熟的發(fā)育跡象:體型最大的一具呈舒展姿態(tài)保存,表明它已脫離蛋殼,并在死前活動過一段時間。
水龍獸是一種像豬差不多大小的植食動物,長有兩枚獠牙與喙?fàn)钭欤巧贁?shù)挺過二疊紀(jì)末大滅絕的四足脊椎動物之一(Lystrosaurus, a pig-sized plant-eater with two tusks and a beak,was one of the few tetrapods—backboned animals with four limbs)。
約2.52億年前發(fā)生的這次滅絕事件,導(dǎo)致地球上約90%的物種消亡。大滅絕之后,全球氣候極端波動,長期酷熱與嚴(yán)重干旱頻發(fā),水龍獸卻逆勢繁盛,成為當(dāng)時最具優(yōu)勢的陸生脊椎動物。
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產(chǎn)蛋繁殖可能是它得以成功的關(guān)鍵。對水龍獸蛋的復(fù)原顯示,其蛋相對體型偏大,蛋殼很可能為柔軟革質(zhì),不易形成化石,這也解釋了為何科學(xué)界至今才找到獸孔目產(chǎn)蛋的痕跡。
大蛋擁有更小的表面積與體積比,更能抵御干燥,在干旱環(huán)境中極具優(yōu)勢(Big eggs, with their smaller surface-to-volume ratio, are more resistant to drying out)。
此外,現(xiàn)代產(chǎn)大蛋的四足動物,其幼體出殼時通常發(fā)育更完全、獨(dú)立生存能力更強(qiáng)。與之相對,哺乳動物——即便產(chǎn)蛋種類——幼體出生后都需要一段時間哺乳。
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這一新發(fā)現(xiàn)對理解當(dāng)今環(huán)境變化壓力下的物種命運(yùn)具有啟示意義。貝努瓦在聲明中表示:“了解遠(yuǎn)古生物如何挺過全球性劇變,有助于科學(xué)家更準(zhǔn)確地預(yù)測現(xiàn)代物種如何應(yīng)對持續(xù)的環(huán)境壓力。”
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