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早期哺乳动物是"夜猫子",恐龙灭绝后才日间活动

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科技传媒网 网易科技 2017-11-11 07:01

早期哺乳动物是夜猫子,恐龙灭绝后才日间活动

  在6600万年以前的中生代时期,哺乳动物的祖先并不像它们的后代那样善于在日间出没、捕食。当时的日间统治者恐龙让这些形体普遍娇小的哺乳动物退避不及,无奈只能选择夜间活动。哺乳动物的这段演化历程被称为“夜行瓶颈”。

  北京时间11月7日凌晨,国际学术期刊《自然》(Nature)子刊Nature ecology&evolution《自然-生态与演化》在线发表了以色列和英国科学家共同完成的最新成果,证实了上述“夜行瓶颈”。揭示哺乳动物的祖先均善于夜间活动,而白垩纪-第三纪的种族大灭绝让当时的统治者恐龙最终消失,这些哺乳动物的祖先才转变为日间活动。

  研究提到,现存的许多哺乳动物都是日间活动,而事实上大部分哺乳动物的视觉更类似于夜行性爬行动物和鸟类的视觉。除灵长类以外的哺乳动物的视网膜上都缺少中心凹,中心凹能让鱼类、爬行类和鸟类具有很高的视觉敏锐度,也是这些日间捕食者的重要特征。

早期哺乳动物是夜猫子,恐龙灭绝后才日间活动

  另外,和所有其他的脊椎动物相比,哺乳动物在日间环境下能获取颜色的光感受器多样性也较少。很多日间活动的哺乳动物,例如有蹄类动物和食肉动物,它们眼睛的视网膜上以视杆细胞为主,这就意味着它们实际上更适应夜间这样的低亮度环境。

  一般来说,包括哺乳动物在内的脊椎动物的光感细胞主要由视杆细胞和视锥细胞。视锥细胞对光线敏感性较弱,但能够通过探测不同光线的峰值波长来帮助动物区分颜色。视杆细胞则在弱光环境中更为敏锐,但清晰度不高。视网膜上视杆细胞与视锥细胞的比例通常和种类有高度相关性。

  此前还有研究表明,日间视力较差的哺乳动物会通过增强的嗅觉灵敏度、更宽的听力范围和更复杂的触觉感知来弥补了自身不足。

  论文提到,目前的一些解剖学、形态学和越来越多的分子学研究已经间接支持上述“夜间瓶颈”理论。例如,3亿年前,一些下孔类(古爬行动物的一亚纲,也被认为是哺乳动物的祖先)适应夜间活动,这或许说明夜间活动在古生代时期就是哺乳动物祖先的特征。

  尽管有围绕上述的种种研究,但截至目前尚无科学研究直接证实哺乳动物的“夜行瓶颈”,更无法确定“夜行瓶颈”解除的时间点。研究团队创新性地用系统发育比较法来重建祖先行为特征,以此理解哺乳动物的活动模式和这些活动模式演变的时间节点。目前这种研究方法只局限于灵长类和啮齿类这两种哺乳动物。

  研究团队搜集了2415种哺乳动物(涵盖了148现存科中的135科,所有现存的目)的活动模式数据来调查哺乳动物祖先的活动模式和昼行性哺乳动物出现的时间。研究共定义了5种活动模式,分别为夜行性(仅仅或者大多数时候在黑暗里活动)、昼行性(仅仅或者大多数时候在白天活动)、无固定规律(白天夜晚均会活动)、微光的(只在日出、日落附近活动)和超日的(只在特定的几个小时内循环)。

  研究还通过可逆跳跃马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC))来测定不同活动模式之间的转换率,推断系统发育每个节点特征状态的后验概率。

  结果显示,现存的哺乳动物很大可能起源于夜行性祖先,这些祖先直到白垩纪-第三纪大灭绝前的900万年或者中生代刚结束时仍然保持着这一特性。研究还认为,尽管在白垩纪晚期昼行夜行不规律的现象已经出现,但有足够证据证明完全昼行性的转变出现在白垩纪-第三纪大灭绝之后。

  大约发生于6600万年前的白垩纪-第三纪时种族大灭绝导致了所有非鸟恐龙、海洋和爬行动物、大多数其他脊椎动物、无椎动物和植物类群的消失。中生代时期就此终结,恐龙称霸也随之消失,由此过渡到了由哺乳动物统治的新生代。

  另外,研究还指出,例如猩猩等类人猿下目的祖先是最早演变成改换昼行性生活方式的哺乳动物之一。这和它们的后代视力能适应日间活动这一点也是一致的,它们有异于其他哺乳动物的三色视觉等优势。

本文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-200505-1.html
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(责任编辑:夏喧)

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