让我们回到1.6亿年前的侏罗纪中期。那时,地球是一片温带森林:茂密的荒野,长满了巨大的蕨类植物和银杏,还有针叶树(毬果家族的树)和像棕榈树一样的苏铁。陆地上生活着各种各样的恐龙、两栖动物,甚至还有一些现已灭绝的最古老的哺乳动物。
当你想到侏罗纪的天空时,你可能会想象到尖叫的、有翼的翼龙。但它们很可能与更小的、毛茸茸的生物共享它们的空中领域。
来自芝加哥大学和北京自然博物馆的古生物学家团队 发现了 恐龙时代的古代滑翔哺乳动物的证据,这些证据来自意想不到的完好化石。
这两块化石是关于Maiopatagium及其较小的同类Vilevolodon的。它们被认为是哈拉米亚齿兽类,是早期哺乳动物,在白垩纪末期的大灭绝中灭绝,这次大灭绝导致了恐龙和地球上大部分生命的消亡。
Maiopatagium和Vilevolodon是在中国东北同一个岩层中发现的,那里的浅侏罗纪淡水湖的细沉积物将它们保存得非常好。“这些是我见过的最漂亮的化石,”该研究的资深作者、芝加哥大学教授Zhe-Xi Luo说。
这些保存得极其完好的化石保留了许多精细的细节,包括形成前后腿之间翼状连接的覆毛膜。化石还显示,前肢的骨骼比例与其他已知的滑翔动物的骨骼相似,而肩部似乎是为了最大化活动能力而设计的——这对于能够通过伸展的四肢在天空中滑翔是必不可少的。
2007年,另一组研究人员也在中国东北 发现了 一块具有滑翔膜的化石。他们估计该动物生活在1.25亿年前。但这一更近期的发现将哺乳动物滑翔演化的时间提前了3500万年。
如果你能穿越回侏罗纪,抬头看天空,你可能会看到Maiopatagium和Vilevolodon在树木之间滑翔。这不算真正的飞行,至少不是我们通常理解的飞行:与鸟类,甚至蝙蝠——另一种能飞的哺乳动物——不同,这些早期哺乳动物没有动力飞行。但滑翔能力仍然是一种重要的适应。我们今天仍然能在一些哺乳动物身上看到它,比如鼯鼠和蜜袋鼯。
“滑翔并飞入空中,对一些哺乳动物来说是一种鼓舞人心的特征,”Luo说。
在Maiopatagium和Vilevolodon行走——或在它们上方滑翔——于大地之上时,它们很可能像它们哈拉米亚齿兽类的亲戚一样,是树栖的草食动物。本周同一研究小组发表的第二项 研究 表明,这些化石的臼齿和门齿状牙齿似乎专用于草食性饮食,能够碾碎和磨细软的植物和种子。
人们认为滑翔能力的进化是为了让这些树栖动物能够有效地探索散布在树木间的食物来源。毕竟,哪种方式更简单:从一棵树上爬下来,穿过灌木丛(那里可能栖息着各种捕食者),然后爬到另一棵树上;还是仅仅从一棵树滑翔到另一棵树?
能够滑翔将使这两个物种远离地面捕食者,同时又能轻松获取食物来源。Luo说,这就是一些现代树栖哺乳动物进化出滑翔能力的原因。
但现代滑翔哺乳动物实际上是在近1亿年后,与这些早期滑翔者完全独立进化的。毕竟,哈拉米亚齿兽类在一次大灭绝中灭绝了(如果恐龙都无法幸存,这些小型哺乳动物就更没有机会了)。正如Luo指出的那样,你可以在进化史中一次又一次地看到同样的模式:“从地面到树木,再从树木到空中。”
Luo说:“[Maiopatagium和Vilevolodon]来自最古老的化石群体之一,远在现代哺乳动物兴起之前。”“它们进行了自己的进化实验来滑翔。”
印第安纳大学地质科学教授P. David Polly(未参与此项研究)表示,这些发现表明早期哺乳动物的专业化程度有多高,并将它们复杂的适应性与现代物种如何在现代雨林中进化和共存相提并论。
Polly说:“我们需要彻底重新思考中生代的群落结构和生态关系,尤其是在哺乳动物如何融入其中方面。”