找家：回到人与万物共存的希望星球 ── 一场生命演化的精彩大戏

2022-11-29 16:57:30 来源：科普中国

大约在四亿年前，一群积极冒险的鱼类，游泳专用的鳍变成了强壮的四肢，支撑起身体的重量，尽管它们必须在水中或潮湿的环境下产卵，而且幼年时期以鳃呼吸，栖息在水域，但是竟然会经由变态发育，成体发展成用肺呼吸，可以适应在陆地上的生活，它们就是两栖动物。

(资料图片仅供参考)

到了三亿多年前，一群两栖动物勇敢地征服广大的陆地，它们发展成爬行动物，身体的构造更能适应陆地的生活，它们产下的「羊膜卵」，使得爬行动物能够彻底地脱离水生环境，可以完全独立地在陆地上生活。随后包括恐龙在内的爬行动物更发展成鸟类和哺乳类，鸟类遨翔在空中，哺乳动物也在中生代的爬行动物在演化舞台式微之后，爆发式地辐射发展与演化，成为新生代地球的新霸主（图3）。然而，对于脊椎动物而言，似乎仍犹存对大海的迷恋，大海的好处也似乎未被它们完全遗忘，于是许许多多的陆生脊椎动物重新回到了海洋的环境，再一次地适应了水中环境的生活，例如生活在半水域环境下的海狮、海豹、海象与企鹅，以及生活在全水域环境下的哺乳动物鲸豚。水域的环境提供了非常丰富的食物来源，以及容易遮蔽隐藏的栖息环境。不论是日夜的交替、四季的变化、温度、光度的改变，水域环境都比陆域环境来的稳定许多。或许是这些因素，驱使脊椎动物重返海洋，和鱼类一起分享这广大瑰丽的海洋世界。

恐龙灭绝哺乳动物新生崛起

六千六百万年前，一颗陨石落在中美洲墨西哥湾的半岛，触发了地球环境的剧烈变化，终结了地质史上的「中生代」，也终结了包括恐龙在内的众多生物群，这就是所称「五大灭绝事件」的「K-T 大灭绝事件」。物换星移，王朝递变；星辰间无可预测的轨迹，主宰着生命演化的路径。

历经一亿六千多万年的风光岁月，非鸟的恐龙家族，黯然步下了演化的大舞台。灭绝是生命不朽的代价。是不适还是不幸？是基因不佳还是运道不佳？代之而起的是我们同宗的哺乳动物大家族，以及恐龙这个类群中幸存的鸟类，展翅高飞，开启另一片天空！

而与恐龙相伴相生多时的小型哺乳动物，却戏剧性地保留存活，告别长期的蛰伏等待，开创哺乳动物的新生崛起。在没有恐龙生存胁迫的竞争压力之下，哺乳动物犹如喜获生命奔放、大肆繁衍发展的契机！面对多变多样的大自然环境，哺乳动物群们奋勇争先，呈现了多姿多采的样貌。

四足而毛谓之兽

四足而毛谓之兽乃出自【尔雅˙释鸟】，就生物学而言，四足而毛之兽，乃指哺乳动物。哺乳动物是一群高度多样化的动物，目前世界上存活的哺乳动物超过了四千六百种，包括了从体型微小的老鼠，到体型庞大的大象；也有从行动敏锐的猕猴到懒散迟钝的树懒，个性温和的山羊到凶猛掠食的狮虎。从海洋到极地，在陆地上、天空上、树林间、地底下，哺乳动物占尽优势，成为新生代地球的新霸主！

从我们人类的身上，就可以了解到许多哺乳动物的特征。例如具有乳腺与哺乳的功能；具有较高的新陈代谢速率以维持体温的恒定；身上披有毛发，作为保护与保暖之用；此外，大多数的哺乳动物都具有胎盘，胚胎发育的阶段在母体子宫内受到安稳的保护。

在骨骼结构上，所有哺乳动物的颈部脊椎骨共有七节（图4）、单一的骨质鼻部开口、头部后方枕骨大孔周围有一对隆起的枕髁，与第一节颈椎形成一接续的活动关节，使得头部有更大的活动自由。在哺乳动物的口腔中，具有次生的口腔骨质硬腭，使得鼻腔与口腔隔离，呼吸时空气不会进入口腔中，如此一来，哺乳动物就能够同时咀嚼食物与呼吸空气。

此外，哺乳动物的骨骼特征还包括头骨为单弓型，即眼眶后方有单一孔洞，有别于恐龙或爬行动物的双弓型头骨（眼眶后方有二个孔洞）；哺乳动物的肩胛骨中央有一条明显的肩峰突起，在髋骨部位，肠骨、坐骨与耻骨愈合形成单一的骨质结构。哺乳动物的耳骨结构中，中耳的三块小听骨分别为镫骨、砧骨与锤骨，使得哺乳动物更有效率地接收和传递声波。图4. 哺乳动物的骨骼结构（作者提供）

攻击与防御

在面对多样的陆域环境，哺乳动物登峰造极般的发展演化，然而，一幕幕的生存竞争，攻击与防御，年复一年的发生在地球上的每个角落。肉食家族、植食家族与杂食家族，纷纷各显神通，各擅胜场。

肉食家族（Carnivores）主要以其他动物为主要食物，牙齿的功能在于能够执行穿刺、拉扯、撕裂和切割等作用。牠们利用发达尖长的犬齿刺入猎物并紧紧地咬住或拉扯使猎物死亡，刀片状的臼齿则进行撕裂与切割。肉食性哺乳动物的上颚臼齿与下颌臼齿精准且契合的排列，使得咀嚼时臼齿能够上下紧贴着咬合，形成切裂形牙齿（carnassial teeth），而能够像剪刀般有效率地切割食物（图5）。

图5. 哺乳动物牙齿的功能特化（刘乙蓉绘制）1)老虎 2)黑猩猩 3)马

除了尖利的牙齿之外，肉食性哺乳动物的下颌关节突与上颚的关节窝紧密相接，使得上下颌能有力地滑动，带动犬齿与臼齿强大有力的上下切刺作用。此外，肉食性哺乳动物亦需具备锐利的前爪来捕捉猎物，以善于冲刺奔跑的趾行方式，而且双眼位于头骨朝前的位置，能够提供较为宽广的对焦立体视觉，精准地判断猎物的所在距离，以提高成功追捕的效率（图6）。图6. 哺乳动物眼睛的位置攸关视野，影响猎捕与奔逃。（刘乙蓉绘制）

植食家族（Herbivores）是以植物为主要食物，牠们的上颚和下颌大都以较为松脱的结合方式，口腔能够灵活地左右运动，臼齿形成研磨齿（compression teeth），能够研磨坚韧的植物纤维或坚硬的果实和种子。植食性动物的齿冠大都连结在一起，以扩大口腔中的研磨咀嚼面。而大多数的植食性哺乳动物犬齿都已经退化甚至完全消失。奇蹄类动物（马、犀牛）大都保留了上、下门齿，能够切割植物进食；反刍性偶蹄类动物（牛、羊；鹿）则缺乏上门齿，却能利用嘴唇与舌头卷握食物，拉至下门齿进行撕裂切割，然后送至口腔后方的臼齿研磨。

植食性哺乳动物双眼的位置，通常位于头部的两侧，如此一来提供了宽广的视野，可以监视周遭掠食者的出没。大多数的植食性哺乳动物具有壮硕的体型，以及高挑的四肢，以蹄行的方式，增加奔跑速度以逃避天敌。有些动物则具有多样的角，象是牛角、鹿角、长颈鹿角、犀牛角，同时具有竞争交配与攻击防御的功能。

杂食家族（Omnivores）既能吃肉也能吃植物，牠们同时具有可以处理植物和动物食物的牙齿。杂食性动物的犬齿虽然较钝，但是仍可轻易地撕扯肉类食物。臼齿则具有宽广的表面，形成辗撞齿（grinding teeth）用来碾磨捣碎植物类食物。大多数杂食性哺乳动物的臼齿在咀嚼面上，具有圆丘状高低不等的凸起，上下臼齿坚硬耐撞，而且能够精准地对接咬合，经由上下撞击、左右研磨，将食物捣成糊状。

在大自然的杀戮战场中，哺乳动物你追我跑，竞逐激烈！食肉动物脚趾着地，整个身体重量由四趾或五趾支撑，以趾行方式行走，打造具有爆发扑抓猎物的功能。草食动物以脚尖着地，脚尖末端有坚硬的蹄子包围覆盖，以蹄行方式跑走，打造脚长快跑避敌的功能。而这场大自然哺乳动物的急驰奔跑、追逐逃避，正在持续进行中⋯（图7）。

图7. 哺乳动物的四肢移行模式（刘乙蓉绘制）

灵长目哺乳动物，发展成能够靠足跟、脚掌行走，后肢的跟骨、跖骨和趾骨贴覆地面。增加了后肢接触地面的面积，如此一来，以跖行方式，能够二足站立撑起全身。而终能发展成活的双手，开展双手万能的人类时代！

后记

综览展场全域，你会发现，大家系出同源，发展同功。在生存、竞争、攻击、防御，竟是胜负未卜，却也交织成动物多彩缤纷的花花世界。手舞足蹈，或奔驰，或跳跃，或潜逃，或划游，或高耸蹄立，或蓄势趾奔，或攀爬跖行，胼手胝足般的为生存而戮力不已。看看他们，想想自己。找家！回到人与万物共存的希望星球，我们二足稳稳站立，双手万能挥舞，原来我们都是一家人！

关键词：哺乳动物爬行动物同时具有