蝙蝠的祖先是翼龙还是老鼠?
网红蝙蝠:白蝙蝠
百兽之母
蝙蝠、老鼠和今天大多数在陆地上行走的动物,包括我们,都属于真正的哺乳动物亚目。大家的共同祖先都是低等的原始动物。
哺乳动物起源于2.25亿年前的三叠纪晚期,而真兽类出现于约6543.8亿至9000万年前。今天,只有三类哺乳动物:原生动物(鸭嘴兽)、后哺乳动物(有袋动物)和真正的哺乳动物。中生代,下层阶级第一纲至少有15个分类群,其中真哺乳动物是一个存在度较低的类群,其多样性和丰富度都很小。
最初认为最早的真兽是始祖兽,产于早白垩世(654.38+0.25亿年前)辽宁义县组。这是一种像鼩鼱一样大的动物。它擅长爬上树枝。长约16 cm,重20克。但最新研究将其归于北方楔齿兽(一种原始兽,是后兽和真兽的共同祖先)的基本类群,这意味着它比有袋类更原始,只是我们的远亲。
兽中之母:中国侏罗纪兽
2009年辽宁建昌出土的中国侏罗纪兽。它叫什么名字?侏罗纪的妈妈?生命年龄是654.38+0.6亿年前。始祖鸟。这个?野兽的祖先?名不副实,中国侏罗纪猛兽可能接近真的?百兽之母?。虽然也归于北方楔齿兽,但齿已表现出真兽的进步特征,处于北方楔齿兽向真兽的过渡阶段。
中国侏罗纪猛兽的标本是一个头骨和前半个身体。估计体长不到10 cm,重量只有13 g..完整的前肢显示出抓力前肢(长指骨和强烈弯曲的爪子),证明它擅长爬树。从牙齿的形状来看,它以昆虫为主食。
可以肯定的是,蝙蝠、老鼠、人类等所有现代真兽的共同祖先,都是一种类似侏罗纪猛兽的动物。外观上确实像老鼠,但解剖结构肯定完全不同。只能说蝙蝠祖先是看起来有点像老鼠(其实更像鼩鼱)的原始真兽,但绝不是今天的老鼠。
鼩鼱可能是外貌最接近真兽祖先的活着的动物。
有人说蝙蝠是非常古老的动物,曾经和恐龙生活在一起。这是一个神话。我们从来没有在中生代发现过蝙蝠化石,也没有发现过可能是蝙蝠直系亲属的动物。此前有研究称,包括蝙蝠翼手目在内的现代哺乳动物的主要目起源于8000万年前的白垩纪晚期。即使这个论断是正确的,也只能说明蝙蝠祖先在恐龙时代从其他哺乳动物中分离出来,并不能证明它进化成了蝙蝠。
更何况最新的研究仔细校对了化石记录和分子钟,确定哺乳动物的所有目都起源于恐龙灭绝后的2000万年内。所以恐龙时代不可能有蝙蝠。
德州满天飞的巴西狗亲吻蝙蝠,这在恐龙时代是没有的。
猛拉缰绳走不同的路线
6600万年前,长期压制哺乳动物发展的恐龙突然灭绝,很多哺乳动物也在这场浩劫中受到重创,但真正的猛兽损失很少(只有14%)。这可能是因为中生代真兽的低调。大部分都很小,小动物在世界末日更容易存活。真正的哺乳动物就这样进入了自己的高光时刻,迅速填补了恐龙留下的生态位,蝙蝠和老鼠只是在这个时候出现。
下一类真兽分为两组,分别是北方兽和大西洋兽,以劳埃亚(今亚洲、欧洲、北美)北部陆地和冈瓦纳(今非洲、南美、澳洲、南极洲)南部陆地为中心。北方哺乳动物进一步分为灵长类啮齿目和劳埃目。顾名思义,灵长类啮齿目动物由人类居住的灵长类和老鼠居住的啮齿类组成。
现存哺乳动物的系统发育图
Lauea是最大的哺乳动物群,包括食虫目、翼手目、食肉目(食肉目、有鳞目)和有蹄类。
通过哺乳动物的系统发育图,我们可以清楚地看到,蝙蝠和老鼠是在恐龙灭绝后才被分离出来的,它们是平行进化的,老鼠不可能变成蝙蝠。
松鼠:属于啮齿动物。
张开的树枝和松散的树叶
直到新生代,蝙蝠的直系祖先仍然保持着最原始的外貌,体型较小,夜行性、树栖性、食虫性。新生代早期气候非常温暖,5600万年前?古新世?始新世极热事件?随着新世纪的到来,蝙蝠的进化迎来了新的机遇。那时候飞虫特别繁盛,蝙蝠为了以飞虫为食,开始从一棵树跳到另一棵树。为了适应这种新的生活方式,飞行能力应运而生。
2003年,在美国怀俄明州绿河组的早始新世地层中,研究人员发现了两种特别重要的早期蝙蝠,即阿尔特弥斯蝙蝠和爪蝠。它们都显示了飞行的关键特征,例如前臂的桡骨和尺骨的融合,以及前脚趾2~5的延伸以支撑皮肤覆盖物。
女神蝠和爪蝠都表现出一些祖先的特征,比如尾巴长,后肢发达,适合在树上攀爬;现在的蝙蝠后腿无力。当它们落地的时候,只能像被风吹起的破伞一样爬行翻滚。此外,女神蝠和爪蝠的翅膀更短更窄,飞行速度不如现代蝙蝠,因此可能会交替飞行和滑行。这些发现有力地证明了蝙蝠的祖先是树栖动物,蝙蝠的飞行起源于从树上坠落。
食指伊申蝙蝠:体长14cm,翼展37cm。
女神蝙蝠口中的牙齿相对来说没有那么特化,更像今天的鼩鼱,说明当时蝙蝠吃昆虫,但吃的昆虫种类更广。爪蝠更原始,前趾较短,五趾仍有爪。现代蝙蝠最多只有两只爪子。女神蝠和爪蝠的化石不仅在美国发现,在欧洲甚至在印度西部也有发现,说明这两个属的蝙蝠在始新世早期非常繁盛。
蝙蝠从喉咙发出超声波,当耳朵听到回声时,它们就在大脑中建立起周围环境的声学地图,这样它们就可以在黑暗中找到猎物,避开障碍物,以适应夜间飞行生活。这就是回声定位的能力。阿尔特弥斯蝙蝠和爪蝠的关键区别在于,阿尔特弥斯蝙蝠的耳蜗增大,听小骨和舌骨也相应特化,证明它进化出了回声定位的能力。爪蝠没有这些特征,还不能回声定位。这说明蝙蝠飞行的进化是在回声定位之前。
传统上将蝙蝠分为鳞翅目和鳞翅目两个亚目。翼手目,即常规的小型食虫蝙蝠,体型较小,多以飞虫为食,具有回声定位能力。Daptera亚目,即果蝠,又名飞狐,体型较大,以水果和花蜜为食,大脑发达,不具备回声定位能力。
成群的果蝠倒挂在树枝上休息。
但最近的DNA分析表明,小蝙蝠所属的总科(包括犀牛、假吸血蝠等5个科)比其他小蝙蝠更接近果蝠,大翅手和小翅手亚目随即被废除,取而代之的是阴翅手和阳翅手两个亚目。阴翅手亚目包括果蝠科和菊头蝠总科,而阳翅手亚目包括所有其他蝙蝠。
雌蝠和雄蝠在约5000万年前的始新世早期分化,这是女神蝠和爪蝠繁盛的时期。在蝙蝠的进化史上,回声定位是一次还是两次仍有争议。有学者认为,回声定位能力是在蝙蝠杨和蝙蝠胡桃总科中独立进化出来的。有学者认为,回声定位在早期蝙蝠中只起源过一次,后来在果蝠中消失了。神蝠可能是现代蝙蝠的直系祖先的近亲,而爪蝠应该只是远亲,没有现存的后代。
蝙蝠骨骼细腻,不易形成化石。现存的蝙蝠只有12%发现了化石,所以我们还没有完全了解蝙蝠科和属的进化。经过5000多万年的进化,现在蝙蝠的种类已经超过1200种。
翼手目的系统发育关系
趋同进化
有些人喜欢把蝙蝠和翼龙联系在一起,说蝙蝠是翼龙的后代,其实和它们没有任何关系。翼龙是恐龙的姐妹群,它们和恐龙属于同一目。它的生存时间和恐龙(非鸟类恐龙)差不多,从2.3亿年前到6600万年前。翼龙在中生代末期全部灭绝,没有留下活着的后代。
蝙蝠和翼手龙都有膜翼,称为膜翼。这种现象被称为趋同进化。蝙蝠和翼龙的膜翅看起来很像,但实际上来源不同。它们的皮肤都是由翼骨和身体支撑的,但翼龙的翼骨是由单个脚趾4进化而来,而蝙蝠的翼骨是由2-5个脚趾组成。一般来说,翼龙飞行速度比蝙蝠慢,机动性不如蝙蝠,膜翼更脆弱。
风神翼龙,翼展10米,是历史上最大的飞行动物。
翼龙和蝙蝠的地面能力也大相径庭。蝙蝠的后腿已经完全失去支撑能力,只能在地上扑腾,而翼龙还能四肢着地行走。翼龙可以原地弹射起飞,而蝙蝠只能倒挂在树枝上,靠重力自然下落飞行。
翼龙灭绝后,鸟类主宰了天空。很多哺乳动物都想飞上天(比如长翅膀的猴子),但最后只有蝙蝠成功了。鸟类是恐龙的后代。从这个意义上说,它们仍然是活着的恐龙。今天的蝙蝠和鸟类就像它们一亿年前的祖先一样。他们还在吗?恐龙?管理白天,哺乳动物管理夜晚。
翼龙和蝙蝠的系统位置比较
保守和成功的进化
蝙蝠和老鼠是平行进化的两种哺乳动物,它们之间没有直接的进化关系。每个人都认为他们长得很像,包括娇小的身材,相似的五官,同样的短腿和细长的尾巴等。这些其实是原始真兽的祖先。蝙蝠和老鼠的进化在外形上比较保守,保留了更多的祖先特征。与它们相比,包括人类在内的其他哺乳动物进化得太过激进,与它们的祖先完全不同。
通过分析化石中残留的黑色素,发现距今5000万年的古蝙蝠和爪蝠都是红褐色的,就像今天的蝙蝠一样。在德国梅塞尔地层的古蝙蝠胃里发现了蝴蝶和甲虫的遗骸,当时它们正在追逐飞虫。而且5000万年前,鲸鱼的祖先还是和狗一样大的陆地动物,大象的祖先只有5公斤。
生活在大约4900万年前德国的古蝙蝠与现在的食虫蝙蝠非常相似。
生活在3200万年前的祖先蝙蝠的骨骼结构与今天的小型食虫蝙蝠几乎相同。猫、鬣狗、麝香猫、猫鼬在今天有很大的不同,那时候还是一种动物。通过比较这些例子,读者就会明白蝙蝠的进化是多么保守。
为什么蝙蝠的进化如此保守?在过去的一亿年里,蝙蝠主要学会了两件事,一是飞行,二是回声定位。这是两次成功的进化,大大提升了蝙蝠觅食和躲避敌人的效率,让蝙蝠不用做太多的改变就能很好的适应环境。如今,蝙蝠种类的数量占哺乳动物总数的1/4,是仅次于老鼠的第二大哺乳动物家族。蝙蝠和老鼠的保守进化正是因为它们进化成功。
另外,鸟类飞向天空的时间比蝙蝠早一亿多年,具有先发优势。较大的飞行动物的生态位基本被鸟类占据,极大地限制了蝙蝠的发展,这是蝙蝠进化保守的重要外因。