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为什么哺乳动物和鸟类进化出了温血?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-07-22 11:38:34

今天,只有鸟类和哺乳动物是温血动物——正是这种积极调节体温的能力使它们适应能力强,成功。但是,哺乳动物的祖先何时发展出这种能力一直是它们进化过程中未解之谜之一。

古生物学家里卡多Araújo等人报告了一个惊人的发现:哺乳动物的早期祖先显然比预期的更晚发展出它们的温血本性,然后惊人地快。他们发现的关键是,他们发现了一种确定灭绝动物体温的新指标,该指标可以从它们化石中一个微妙的部分读出:内耳的细骨管,特别是前庭管,它需要一个基准温度来保持内耳内的液体以正确的速度移动。

前庭系统的环形通道中液体的流动显示了头部和身体在空间中的位置,并允许平衡。为了使其充分发挥作用,内耳中的液体(内淋巴)必须以适当的速度流过这些通道。这里是体温至关重要的地方:这些半规管中的液体随着热量的增加而变得更加液体化。相反,寒冷会使内耳液体更加粘稠。

相反,核心温度较低的动物和/或生活在凉爽环境中的动物,前庭通道需要更厚的管道,以保持适当的温度,以同步的时刻和平衡的速度流动。

通过寻找跨越物种和时间的形态变化,他们分析了64个已经灭绝的哺乳动物祖先的头骨化石和200个现存的冷血和温血动物的头骨中的内耳小管。温血动物和冷血动物的形态阈值确定了温血动物和冷血动物的形态阈值。

根据今天的动物物种,他们确定了温血动物和冷血动物的形态阈值,并以此作为动物化石分类的基线。

为什么哺乳动物和鸟类进化出了温血

为了在化石记录中明确和跟踪这些适应的变化,作者使用了新设计的热运动指数(TMI),该指数与体温和头部整体运动同步。化石内部骨管的数据表明,向恒温动物的转变大约发生在2.33亿年前,在不到100万年的时间里,哺乳动物祖先中第一个恒温动物的代表出现了。点击论文中的图片查看详细信息,它显示了令人惊讶的快速切换。

为什么哺乳动物和鸟类进化出了温血

这一分析表明,当第一批哺乳动物祖先变成温血动物时,它们的体温平均上升了5到9摄氏度,从冷血动物的25摄氏度上升到新兴的温血动物的33摄氏度。与此同时,毛皮大衣的出现也提供了进一步的保温。内耳半规管的变化可能是由这些哺乳动物祖先整体变暖的体温引发的。

数据显示,从地质学的标准来看,向温血物种的转变显然发生得非常快:与之前的想法相反,这不是一个持续了数百万年的渐进过程,而是在不到100万年的时间内完成的。众多温血哺乳动物的祖先几乎是同时突然出现的,在南非卡鲁盆地(Karoo Basin)的化石中,这种转变尤为明显,该地区的哺乳动物化石尤其丰富。此外,由于三叠纪时这一地区比现在更靠近南极,温度也更低,更清楚地强调了已经是温血动物和仍然是冷血动物的区别。
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