科学

犬颌兽骨骼证明哺乳动物胎生起源比已知早9000万年

Nadia Okonkwo

Chiniquodon theotonicus——一种来自三叠纪、体型如狗的肉食性动物——在其骨骼中留下了一条信息:一个仅在胎生动物出生时形成的微观薄生长环。这块化石发现于阿根廷西北部,编号为CRILAR PV109,距今2.36亿年。它的骨骼表明,它是胎生而非卵生。

这一发现由布宜诺斯艾利斯大学的CONICET古生物学家Leandro Gaetano、Adriana Mancuso和María Miceli Baro共同完成,将哺乳动物谱系中胎生的起源时间比此前最好的化石证据提前了9000万至9500万年。数十年来,学界一直假设胎生(即产下活体后代)出现得更晚,出现在解剖学上更接近我们认知中的“真正哺乳动物”的谱系中。

一根骨线如何改写时间线

新生儿线是骨骼横截面中一个独特的标记,只有通过切割化石并在显微镜下观察才能发现。它记录了出生时的新陈代谢急剧转变:当新生儿从胎盘营养转向独立进食时,骨骼生长会突然且明显地加速。在胎生动物中,这种转变是急剧的;而在卵生动物中,它是渐进的,不会留下类似的标记。

Gaetano团队在CRILAR PV109中发现了新生儿线,然后通过测量估算出生体重与估算成年体重的比例,测试其是否与胎生一致。对于Chiniquodon,出生体重约为1.7公斤,成年体重约为12公斤——比例约为14%。

作为参照:卵生爬行动物的出生体重与成年体重比在0.1%到0.6%之间。鸟类在1.3%到4.5%之间。现代胎盘哺乳动物可达18.77%。Chiniquodon稳稳地落在哺乳动物范围内。新生儿线和体重比例共同证明了这一2.36亿年前的谱系是胎生。

我们曾以为知道的

在这项研究之前,学界共识将哺乳动物谱系中最早的胎生有力化石证据定在大约1.4亿至1.48亿年前,出现在解剖学上已更接近真正哺乳动物的谱系中。像Chiniquodon这样的犬齿兽类(cynodonts)生活在三叠纪,通常被认为继承了其爬行动物祖先的卵生习性。

这一假设部分基于推理。胎生在化石记录中很难检测,因为软组织很少保存。新生儿线是少数能在没有保存胚胎或胎盘结构的情况下指示胎生的硬组织标记之一。在CRILAR PV109中发现它并非首次在犬齿兽类中发现新生儿线,但这是最古老的一次,而且这里的体重比分析是将该标记与繁殖模式而非其他生长模式联系起来的最严谨尝试。

“我们首次证明,胎生至少存在于一种哺乳动物祖先——Chiniquodon theotonicus——之中,”Gaetano在研究报告中表示。

这并未解决什么

这项研究清楚地表明,单个标本能证明什么、不能证明什么。Chiniquodon可能代表一次孤立的进化实验——胎生在一个谱系中出现又消失,没有留下连续痕迹到后来的哺乳动物。研究人员呼吁从其他犬齿兽物种和三叠纪遗址中获取更多标本,以检验胎生在该类群中是普遍存在还是特例。

这一时期生殖特征的化石记录几乎空白。任何已知的犬齿兽标本中都没有保存的胚胎。新生儿线是一种间接信号,而非胎盘或活产幼体的直接解剖学证据。生长中断可能因出生以外的原因产生骨骼标记——这是论文未能完全排除的一个合理替代解释。

尽管如此,证据的组合——线的位置、体重比在哺乳动物范围内、以及缺乏爬行动物参数——比之前任何犬齿兽研究都更强大。研究人员承认:“需要更多数据来确定胎生在犬齿兽类中是否普遍存在。”现在,这个问题被尖锐地提了出来。

进化逻辑:为什么三叠纪使其合理

三叠纪(2.51亿至2.01亿年前)紧接地球历史上最大规模灭绝事件——二叠纪末灭绝事件,该事件杀死了约90%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物物种。从这场灾难中恢复的生态系统不稳定,资源竞争激烈。

胎生在不稳定条件下具有生殖优势。体内携带的后代在发育更成熟之前能免受环境极端条件的影响;而卵则使发育中的胚胎暴露于温度波动、捕食和干燥之中。对于积极适应多变三叠纪环境的犬齿兽类——且处于最终产生所有现生哺乳动物的谱系上——转向体内妊娠具有生态学上的逻辑。这一框架并不能证明胎生是直接响应三叠纪压力而出现的,但它使时间点变得合理。

关于早期哺乳动物繁殖的常见问题

什么是犬齿兽类?

犬齿兽类是主要生活在三叠纪和侏罗纪的合弓纲爬行动物。它们是所有哺乳动物的直接祖先,共享诸如复杂分化的牙齿和半直立姿势等特征。Chiniquodon属于这一群体——在定义哺乳纲的解剖学门槛之前,但坚定地处于通向哺乳纲的谱系上。

骨骼中的新生儿线是什么?

它是胎生动物出生时形成的一个微观薄生长标记。在出生瞬间,新生儿的新陈代谢从依赖母体资源突然转变为自我维持生长。这一转变在骨组织中留下物理记录,古生物学家可以通过保存良好的化石横截面检测到。

这是否意味着Chiniquodon是人类直系祖先?

不是直接。Chiniquodon是最终产生真正哺乳动物的那个谱系的亲戚,不一定是任何现存类群的直系祖先。可以把它看作一个表亲分支,而非直系。Chiniquodon的胎生是否与现代哺乳动物的胎生有联系,或者代表独立的进化发展,是本文提出的未解问题之一。

什么证据能确认这一结论?

来自多个物种和三叠纪遗址的更多带有新生儿线的犬齿兽标本,将加强该群体中胎生普遍存在的证据。一个保存有胚胎材料的标本将是决定性的。CONICET团队目前正在检查来自阿根廷三叠纪遗址的更多标本,以确定CRILAR PV109是一个异常值,还是更广泛模式的早期代表。

参考文献:Gaetano et al., “A 236-million-year-old fossil challenges the story of mammalian live birth,” Frontiers in Mammal Science, 2026. DOI: 10.3389/fmamm.2026.1845319

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