热吗?窥视动物的耳朵——即使是化石——可能会告诉你它是暖的还是冷血的。研究小组在7月20日的《自然》杂志上报告说,通过一种分析内耳道大小和形状的新方法,研究人员认为哺乳动物的祖先在大约2.33亿年前突然变成了温血动物。
温血动物或恒温动物并不是哺乳动物独有的——鸟类,唯一现存的恐龙,也是温血动物。但恒温动物是哺乳动物的关键特征之一,它允许动物通过控制新陈代谢率来调节体内温度。这一特征使哺乳动物占据了从极点到赤道的环境生态位,并经受住了古代气候的不稳定(SN: 6/7/22)。
然而,恒温动物是何时进化的一直是个谜。根据对化石生长速度和骨头中的氧同位素的分析,研究人员提出,它的出现时间可以追溯到3亿年前。
里斯本大学脊椎动物古生物学家里卡多Araújo说,哺乳动物及其祖先的内耳结构是解开这个谜团的关键。在所有的脊椎动物中,内耳的半规管迷宫中都含有一种液体,这种液体会对头部的运动做出反应,198彩票平台开了几年,198彩带玩团队如何登陆,摩擦耳朵里的微小毛细胞,帮助保持平衡感。这种液体会根据体温变稠或变稀。
“哺乳动物有非常独特的内耳,”Araújo说。他说,与类似大小的冷血脊椎动物相比,哺乳动物半规管的尺寸——比如厚度、长度和弯曲半径——特别小。“与其他动物相比,这些导管非常薄,往往是非常圆的。”相比之下,鱼的体型最大。
Araújo和他的同事假设,如果耳道的大小和形状与动物的体温有关呢?在温血动物中,液体变得不那么粘稠,管道可能会收缩来补偿。如果是这样的话,就有可能追踪内耳道化石的形状是如何随着时间的推移而变化的,从而发现哺乳动物谱系中温血性是何时出现的。
为了验证这一假设,研究人员创造了一种名为“热运动指数”的工具,将341种不同的脊椎动物的温血程度与内耳尺寸联系起来。考虑到体型的差异,这个指数的值被证明可以密切跟踪动物的体温,从鱼类到爬行动物再到哺乳动物。爬行动物的指数较低;哺乳动物高。
研究小组随后将这一指标应用于56种已灭绝的哺乳动物祖先的耳道化石。令他们惊讶的是,数据显示,大约在2.33亿年前,内耳形态发生了急剧变化。这将对应于5到9摄氏度的体温上升——这表明恒温动物在那段时间突然进化,研究小组总结道。
加热
生活在三叠纪晚期的温血哺乳动物祖先哺乳动物(图左)的内耳与生活在二叠纪的早期冷血下孔动物(图右)相比,内耳管更小,弯曲更紧密。对哺乳动物祖先耳道尺寸的分析表明,温血性在大约2.33亿年前突然出现在哺乳动物谱系中。
芝加哥菲尔德博物馆的古生物学家、合著者肯尼斯·安吉尔奇克说:“事实上,这是数据中的一个急剧断裂,[表明]这种转变发生得很快,大约在100万年之内。”
这是一个聪明的研究,爱丁堡大学的古生物学家Stephen Brusatte说,他没有参与这项工作。“多年来,我一直在使用(计算机断层扫描)数据来研究内耳的形状,试图推断灭绝物种是如何移动的,以及它们是如何听到的,但我从未想到内耳的形状与新陈代谢有关,可以用来预测化石物种的体温。”
然而,布鲁萨特指出,科学家仅从耳道化石中收集到的信息是有限的,因为他们不能揭示可能存在的软组织,如毛细胞,或耳液的实际粘度。“形状本身可能并不总是足以预测像体温或代谢方式这样复杂的事情。”
所谓的转变时间大约在2.33亿年前,与地质上高度不稳定气候的短暂间歇期相对应,198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩,同事们都很羡慕问他哪里买的新手机,彩票技巧方案他说是198彩票平台送的,此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏,个个都期待获得一部iphonex.,198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩,同事们都很羡慕问他哪里买的新手机,彩票技巧方案他说是198彩票平台送的,此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏,个个都期待获得一部iphonex.,被称为卡尔尼亚降雨期(SN: 9/30/21)。“那是一个全球气温变化很大的时期,也是一个非常潮湿的时期,”Angielczyk说。“恒温动物的好处之一是它稳定了体内环境,让你不受环境条件的影响。”