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在現代哺乳動物中有一種比較特別的類型，它們能在空中滑翔，比如中國的特有物種復齒鼯鼠、東南亞的鼯猴、澳洲的有袋飛鼠，這在哺乳動物演化歷史上是最為特異的演化適應特徵之一，那麼，這種特徵最早又是出現在什麼時候？
由北京自然博物館、美國芝加哥大學和河北地質大學組成的國際合作團隊，在距今約1.6億年的晚侏羅世地層中，發現了兩種最原始的滑翔哺乳型動物化石，它們和現代滑翔哺乳動物的演化如出一轍。
這個發現對演化生物學來説意義重大。現代滑翔哺乳動物一般性的演化模式實際上在遠古哺乳動物的遠親中就已經存在，所謂的“特異”其實一點也不稀奇。
最原始的滑翔動物
三年前，北京自然博物館、美國芝加哥大學和河北地質大學組成的國際合作團隊到化石產地遼寧省建昌縣和河北省青龍縣調研時，發現了幾塊還處於原始埋藏狀態的化石，因為尚未經過修復，無法看到骨骼細節，科研人員只能判斷是獸類。
當這些化石經過了精心修復，他們才找到了一個重大發現，這些化石保存了非常清晰的皮翼，這些皮翼連接在頸部、前後肢和尾椎之間，形成前皮翼、側皮翼和尾皮翼。這可是現代滑翔型動物最顯著的特點，四肢肢骨與軀幹之間的皮膚衍生物會連接成一張翼膜，當四肢打開時就像一個降落傘。
然而，這些新發現的化石可比現代滑翔型動物古老了許多，它們出現在距今約1.6億年的晚侏羅世。經過鑑定，它們屬於哺乳型動物的基幹支系，也是現代哺乳動物的祖先類羣——賊獸類的新屬種，分別被命名為似叉骨祖翼獸和雙缽翔齒獸。賊獸類是哺乳動物演化樹的早期分化絕滅支系，最早出現在2.1億年前。
在此之前，中國的古生物學家在內蒙古寧城發現的最早帶翼膜的哺乳動物化石是距今約1.25億年前的遠古翔獸，不同於賊獸類。北京自然博物館研究員孟慶金告訴《中國科學報》記者，祖翼獸和翔齒獸的系統演化位置比遠古翔獸更古老，因此，它們成為了所有哺乳動物漫長演化歷程中最為原始的滑翔動物。
由於化石保存非常完好，要確認化石類型並不十分困難，但是古生物學家卻偏偏給自己出了個難題。“假如這些化石沒有保存皮膜，我們還能不能有別的辦法證實它們是滑翔動物？”芝加哥大學教授羅哲西説。
於是，他們想到從四肢骨骼的比例入手。羅哲西介紹，團隊建立了一個大數據庫，把80多個屬種的動物，進行肢骨數據的統計與形態學的多變量分析，從而把能滑翔的、樹棲不能滑翔的、陸棲的動物區分開，然後對化石哺乳動物的運動模式進行推斷。
孟慶金表示，他們發現，現生有胎盤和有袋類動物中的滑翔運動模式與肢體元素與身體長度的比例有很好的相關性。通過化石數據的對比，認為新發現的祖翼獸和翔齒獸與現生的滑翔動物更相似，證明它們的確是具有滑翔能力的。
有所不同的是，祖翼獸和翔齒獸的前肢活動主要發生在肩鎖關節和肱骨關節處，它們具有非常堅固的間鎖骨—鎖骨，可以實現肩部和前肢之間的機動性，所以才獲得滑翔能力，而現生的有袋類和有胎盤類動物在滑翔時的肩部活動主要發生在鎖骨與胸骨轉動關節處。
趨同演化的新證據
通過對現代哺乳動物運動模式和形態學的多變量分析，古生物學家還有一個重要發現，並不是所有的賊獸類都是可以滑翔的，其他的一些賊獸屬種是適於樹棲生活的類羣，而祖翼獸和翔齒獸是樹棲賊獸類羣中的一部分，也就是説，它們是從樹棲生活的賊獸祖先類羣演變而來的。
羅哲西認為，這對哺乳動物演化的理解有非常重要的意義。這是因為現代滑翔動物滑翔運動方式的演化模式同樣是從陸地來到樹上，然後換上了皮翼。
最簡單的例子就是松鼠，他解釋，松鼠整個大支系都是適應陸地生活的。它們中的幾支來到了樹上，成為了完全樹棲的松鼠，比如分佈在亞洲東南部的巨松鼠，它們幾乎從不下地，除非被擊傷跌落。這些支系最終又演變出了飛鼠這一支，比如中國特有的復齒鼯鼠。
再比如人見人愛的澳洲蜜袋鼠、甜袋鼠，它們是體型很小的有袋動物，身體兩側擁有滑行膜，從手關節延伸到腳踝，能在樹林間滑行。羅哲西説，從系統分類上，它們屬於樹棲負鼠的亞支，而負鼠又是與袋鼠的支系相聯繫的。
“在樹棲生活方式基礎上發展出滑翔運動方式具有很多優勢。”孟慶金解釋，滑翔比攀爬更快捷，活動範圍更大，有利於食物的大範圍獲取；還能夠更有效地躲避其他地棲動物的捕食；其次，可以避免樹棲空中生活帶來的墜地等意外損傷。
所以，從現生的有袋類和有胎盤類的樹棲類祖先和其他中生代哺乳動物開始，滑翔飛行便在這些動物中經歷了多次且不斷重複的漫長的演化歷史。
除此之外，中生代哺乳型滑翔動物還與現代滑翔哺乳動物的一種生活方式相同，它們的牙齒形態趨同相似，都是植食性動物。
羅哲西指出，滑翔動物一般都有賴於森林環境，現代滑翔動物大多數生存在有花被子植物的森林裏，有一定的運動空間。它們在樹木的某一些部位取食，比如嫩葉、種子、果實，以及其它像花一樣的軟組織等。
只是，有花被子植物在侏羅紀時還沒有佔據植物羣的主導地位，因此，中生代哺乳型滑翔動物是以晚侏羅世已知的蕨類植物，以及蘇鐵類、銀杏類、松柏類等裸子植物為主要食物，主要取食植物較軟的部分，例如新鮮的嫩葉、嫩枝分生組織、球果以及可能的種子蕨類植物的生殖結構。
由此可見，植食性與滑翔運動組合的生活方式，最早已經出現在原始哺乳動物與侏羅紀植物生態系統中。一億年之後，又在現代哺乳動物與被子植物中重新演化出現，這正是趨同生態演化的新例證。
哺乳動物從來不怕嘗試新環境
哺乳動物是當今世界上最重要也是相當繁榮多樣的動物類羣之一，現生物種超過5400種。不過，單憑物種數量，它們並不是魚類和鳥類的對手，甚至不如爬行動物來得多。可要論結構和生態分異，它們的豐富程度則是遙遙領先，不但形態各異，而且有樹棲、穴居、滑翔、半水生、水生等類型。
孟慶金表示，傳統觀點認為，只有現生哺動物、新生代哺乳動物才具有這樣的特點，而最早的哺乳動物是出現在恐龍稱霸的中生代，彼此之間解剖結構分異不大，生活在不同環境的生態機會也有限。
然而，這些年在國內發現的各種早期哺乳動物化石逐漸證明了，儘管它們在中生代體型很小，生物量也有限，並沒有什麼存在感，實際上，即使是早期基幹的哺乳型動物羣體也已經顯示出了古生態多樣性。其中最顯著的就是團隊此前發現的柱齒獸，在侏羅紀時期已經快速分異演化，發展出了多種多樣的生活習性，包括樹棲、半水棲和地下穴居。幾乎所有現代中小型哺乳動物應該具有的生態類型，在中生代哺乳動物中都曾出現過，除了動力飛行以外。
羅哲西形容哺乳動物從出現開始就是這樣一個類羣，“它們從來不怕去嘗試新的生態環境，有時甚至鑽牛角尖似的發展出其他脊椎動物都無法進入的新生境，進行進化實驗。而且，它們前赴後繼，在任何時代竟然都能演化出相類似的功能和生態類型，以展示它們驚人的多樣性和廣泛的生態適應性”。
責任編輯：張建利
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