与动物王国的其他部分相比,哺乳动物拥有最大的大脑并产生一些最小的后代窝。一种新描述的已灭绝的哺乳动物亲属化石-以及她的38个婴儿-是最好的证据,表明哺乳动物进化的一个关键发展是为脑力进行交换。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现并研究了该化石家族的研究人员说,这种发现属于罕见的稀有物种,因为它含有来自任何哺乳动物前体的婴儿唯一已知的化石。但是,如此多的婴儿-比任何活着的哺乳动物的平均窝产仔数多两倍-显示出它以类似于爬行动物的方式繁殖。研究人员认为,这些婴儿可能正在卵内发育,或者刚刚死亡时刚刚孵化。
该研究发表在8月29日的“自然”杂志上,描述了研究人员所说的标本可能有助于揭示哺乳动物如何进化出与其祖先相同的繁殖方式,后者产生了大量的后代。
“这些婴儿来自进化树中非常重要的一点,”伊娃霍夫曼说,他曾在UT杰克逊地球科学学院担任化石研究生。“它们具有许多类似于现代哺乳动物的特征,这些特征与理解哺乳动物的进化有关。”
霍夫曼与她的研究生顾问杰克逊学校教授蒂莫西·罗(Timothy Rowe)共同撰写了这项研究。
这种哺乳动物的亲属属于一种已灭绝的比格犬大型食草动物,名叫Kayentatherium wellesi,与大约1.85亿年前的恐龙一起生活。像哺乳动物一样,Kayentatherium可能有头发。
当Rowe 18年前从亚利桑那州的一个岩层收集化石时,他认为他带回了一个标本。他根本不知道它包含的几十个婴儿。
七年前杰克逊学院的研究生和化石预备员Sebastian Egberts发现婴儿的第一个迹象,多年后,当他打开化石时,一颗粒状的牙釉质斑点引起了他的注意。
“它看起来不像尖尖的鱼牙或来自原始爬行动物的小牙齿,”Egberts说,他现在是费城骨科医学院的解剖学讲师。“它看起来更像是一颗牙齿状的牙齿(磨牙状的牙齿)-这让我非常兴奋。”
化石的CT扫描显示岩石内有少量骨头。然而,它在未来18年取得了CT成像技术的进步,UT奥斯汀高分辨率X射线计算机断层扫描设备的技术人员的专业知识,以及霍夫曼广泛的数字处理,以揭示其余的婴儿-不仅颌骨和牙齿,但完整的头骨和部分骷髅。
霍夫曼制作的3D可视化使她能够对化石进行深入分析,证实小骨头属于婴儿并且与成人属于同一物种。她的分析还显示,婴儿的头骨像成年人的缩小复制品,头骨的大小只有十分之一,但在其他方面成正比。这一发现与哺乳动物形成鲜明对比,哺乳动物的婴儿出生时脸部较短,而球状头部则占大脑。
大脑是一个能量密集的器官,怀孕-更不用说养育孩子-是一个能源密集型过程。发现Kayentatherium有一个小脑和许多婴儿,尽管与哺乳动物有许多共同之处,这表明哺乳动物进化的关键一步是为大脑交换大窝,并且这一步骤发生在哺乳动物进化的后期。
“仅仅几百万年后,在哺乳动物中,它们毫无疑问地拥有大脑,毫无疑问它们的产仔数很小,”Rowe说。
哺乳动物的繁殖方法直接关系到人类的发展-包括我们自己的大脑的发展。Rowe说,通过回顾我们早期的哺乳动物祖先,人类可以更多地了解有助于塑造我们作为一个物种的进化过程。
他说:“关于发展的演变,哺乳动物的智力,行为和生理学的演变,可以从这样一个非凡的化石中挤出来,因为我们现在有了研究它的技术。”
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