1.6 亿年前的滑翔哺乳动物：恐龙时代的哺乳动物拓荒者

1.6 亿年前的滑翔哺乳动物：恐龙时代的哺乳动物拓荒者

制作方：中国科学院计算机网络信息中心

提到侏罗纪，大家立刻就会想到恐龙。

那么在恐龙称霸地球的时代，我们的早期哺乳动物先驱者究竟长什么样？他们如何在恐龙的阴影下生存下来，甚至最终以卧薪尝胆、三千兵越吞吴的气势，创造了新的哺乳动物帝国？

发现1.6亿年前的滑翔哺乳动物

北京时间2017年8月10日，国际顶级学术期刊《自然》杂志分别以“New from the”和“New for ear in a”为题发表两篇文章，公布了一项重大科研成果：我国新发现两种最原始的侏罗纪滑翔哺乳动物。

这项研究告诉我们，早在1.6亿年前，一些刚刚进化的原始哺乳动物就能够展开革质的翅膀，勇敢地飞出恐龙巨大的阴影。

此项研究由孟庆津研究员和罗哲熙教授领衔的北京自然博物馆、美国芝加哥大学和河北地质大学组成的国际合作团队共同完成，化石标本收藏于北京自然博物馆。

叉骨状原翼龙的生态复原（赵闯 绘图）

双柏香齿生态修复图（赵闯绘制）

新发现的两种早期哺乳动物分别被命名为无形体兽（）和梁龙（），化石十分完整，保存了骨骼、膜等精妙的结构。

它们都属于哺乳动物早期进化中一个已灭绝的分支——棘齿兽（），它是最原始的滑翔哺乳动物的代表，生存于约1.6亿年前的侏罗纪时期。

他们的发现让人们意识到早期哺乳动物的生态多样性远远超出我们的想象。

他们已经可以去天堂了！

这一发现重塑了哺乳动物飞行的历史

说到天空，我们首先想到的肯定是鸟儿。

其实鸟类并不是地球上唯一会飞的脊椎动物，会飞的哺乳动物有60多种，我们熟悉的蝙蝠就拥有与鸟类相媲美的飞行能力。

鸟类和蝙蝠都具有真正“拍打翅膀”的能力，这意味着它们可以通过拍打翅膀主动飞行。

其他能偶尔飞上天空的哺乳动物大多是“滑翔”的，也就是说它们需要爬到高处再跳下来，利用气流移动一段距离，但无法有力地扇动翅膀进行长距离飞行。

但不要小看它们的滑翔能力，现存的飞鼠几分钟就能滑翔30多米。

如果你想看看活着的滑翔哺乳动物是什么样子的，我强烈建议你去宠物市场寻找超级可爱的“蜜袋鼯”：

蜜袋鼯，爪子附近可见的皱纹结构是用于滑翔的翼膜（图片来源见水印）

有袋类动物，翼膜革质，可以滑翔。体型极小，仅可作为宠物饲养。可爱又粘人，被誉为“小蜜蜂”。

新发现的原齿龙和三角龙都是能够滑翔的哺乳动物，但它们的出现时间比现代哺乳动物谱系中最早的滑翔成员早1.1亿年。

远古飞兽生态复原（赵闯 绘制）

在此之前，科研人员在中生代发现的古飞兽（ ）是唯一具备滑翔能力的早期哺乳动物，而原齿龙和滑翔龙在进化树上的位置均比古飞兽更为原始，从而重塑了哺乳动物飞行的历史。

我们如何确定它们具有滑行行为？

那么问题来了，和的关键点就在于它们会滑翔，那么我们怎么确定这两个生活在1.6亿年前的小家伙会滑翔呢？

1. 翅膜的存在

由于化石保存极为完好，我们可以清晰地看到原翅龙和毛龙的颈部、后肢及尾椎之间有完整的翼膜连接，与现生哺乳动物用于滑翔的翼膜十分相似。

它们的翼膜主要分为前翼膜、侧翼膜和后翼膜三部分。

其中前翼膜连接颊部与腕关节，侧翼膜连接腕部与踝关节，后翼膜连接踝关节与尾骨。

这样，它们一伸展四肢，就能把自己拉成一只“风筝”，借着一阵风飞上天空。

同时，科学家还发现，原翼龙的翼膜与现存哺乳动物中能够滑翔的飞鼠十分相似，二者的前翼、侧翼和后翼膜的比例几乎相同，这进一步证明了它具备滑翔的能力。

化石的照片和线条图，红色箭头表示翼膜的位置（Meng et al.，2017）

叉状原翼龙骨骼重建图及其足部详细视图。连接其头部、四肢和尾部的虚线代表其翼膜的延伸区域（Meng et al., 2017）

2. 肢体比例与运动模式的相关性

现存哺乳动物的滑翔行为与其四肢的比例密切相关。

这很好理解，毕竟长腿和短腿的运动效果（和审美效果）明显不同，当然我就是腿短的人，好吧跑题了。

在这项研究中，科学家测量并分析了大量现存和化石哺乳动物的肢体比例和运动模式数据（如今大样本统计分析在古生物学中也很流行，因为地球很大，动物种类繁多）。最终，他们得出结论， 和另一种之前发表的棘龙类动物 Song's nymph（）都是滑翔动物。

不过，仙兽的好朋友雷兽，同样属于滑翔兽科，却不属于滑翔哺乳动物。

因此本次分析结果显示，树栖刺头目虽然大多为树栖动物，但并非全部都具备滑翔能力，有的可以自由地玩跳伞游戏，有的则只能在一旁观看。

不过没关系，作为人气CP“双神兽”，我们不会因为你不会飞而不再喜欢你。

3独特的叉骨结构：类似鸟类

CT 扫描对 的叉骨和肩部进行 3D 重建（Meng et al.，2017）

原角龙两侧的锁骨略微弯曲，与中间的一个小的锁骨间融合，形成Y形结构。这种形状在哺乳动物中非常独特，但却与鸟类的叉骨有着神秘的相似性。

那么鸟的叉骨是什么样子的呢？

你可以出门左转买一对鸭锁骨，嚼干净之后，会发现它也有两边的叉骨在中间愈合，形成一个Y字型的结构。

这种叉骨对于鸟类的飞行非常重要，因此在身上出现类似的结构进一步证明了它具有飞行能力。

此外，滑翔这种独特的行为需要肩部有较大的灵活性，而原翼龙的肩胛骨、锁骨和肱骨共同构成了灵活的肩部。

4特殊的前肢和后肢结构

原鸟的近端指骨与远端指骨的比例远远超过大多数其他树栖哺乳动物，而与蝙蝠更为相似。

原始翼龙肩部和前肢的重建 (Meng et al., 2017)

它的近端趾还具有明显的纵向凹槽，以容纳屈趾深肌腱，这种肌腱在飞猴和蝙蝠等现存的滑翔哺乳动物中尤为发达，用于攀爬和抓握悬挂物体。

此外，原鸟的趾骨较长，跗跖骨较短，其比例与蝙蝠相似。

因此，科学家根据其手指和趾部的特征推测， 具有与现代滑翔飞猴和蝙蝠相似的攀爬和抓握习性。

这两只小飞兽吃什么呢？

至此，我们终于确认了这些远古精灵的滑翔能力。所以，作为一个痴迷于“能做什么”的有志青年，我当然要关心一下这些会飞的可爱生物在 1.6 亿年前吃什么。

我们常常开玩笑地称古哺乳动物学家为“牙医”，因为哺乳动物的牙齿可以提供非常大量的信息，而且常常是研究的重点。

现存的滑翔哺乳动物大多以植物为食，通常吃叶子、种子、果实等，偶尔也会捕捉小昆虫作为肉食。

正是三角龙和原翼龙独特的牙齿向我们揭示，它们可能像现存的滑翔哺乳动物一样以植物为食，从而形成了食草和滑翔行为相结合的生活方式。

左图： 的上臼齿；右图：锤头果蝠的上臼齿 (Meng et al., 2017)

的上臼齿保存完好，具有两排独特的尖脊，其结构与锤头果蝠（ ）等食果蝙蝠的牙齿非常相似。

锤头果蝠的头部形似锤子，以增强求偶时“唱歌”的效果（图片由 Pavel Zuber 提供）

锤头果蝠是非洲最大的蝙蝠，翼展近1米。

虽然是巨无霸，但却是爱吃水果的好宝宝，锤头果蝠的主食就是无花果，芒果、香蕉、番石榴也是它们的食客，看来它们的生活质量很高啊……

此外，牙齿内侧的磨损痕迹与一些进化出食果习性的叶口蝙蝠（）的牙齿非常相似。

叶口蝠科这个名字大家可能不太熟悉，但大家一定听说过这个科中臭名昭著的吸血蝙蝠亚科。不过，与原口蝠科的牙齿相似，它是叶口蝠科中以水果为食的成员。

双齿兽的臼齿形状更是不同寻常，臼齿的形状类似研磨碗和研杵，可能用于研磨软植物组织和种子，其牙齿替换方式也与大多数其他早期哺乳动物不同。

根据这些牙齿的特征，科学家认为，新发现的早期滑翔哺乳动物的饮食可能与食草的现代滑翔哺乳动物相似，主要以晚侏罗世占主导地位的蕨类植物和裸子植物为食，如苏铁、银杏、松树和柏树。它们可能主要吃这些植物较软的部分，如嫩叶、嫩枝和球果。

两只小型飞行兽究竟有何进化意义？

传统观点认为，最早的哺乳动物彼此之间并没有太大的差异，而且占据不同生态位的能力有限。

但这两种最早滑翔哺乳动物的发现，极大地丰富了我们对早期哺乳动物多样性的认识，证明哺乳动物很早就开始探索天空。

中生代的哺乳动物虽然不如恐龙繁盛，但已形成了滑翔等多种生态习性，并在之后的漫长演化中得到进一步发展。

原齿兽和滑翔兽都属于树栖眼虫总科，在进化树上的位置非常原始，这意味着至少有一些哺乳动物从它们的树栖祖先群中进化出了滑翔这种特殊的运动方式，并在恐龙漫游的侏罗纪时代飞出了天空。

特别感谢中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王海兵博士审阅稿件。