一项新的研究挑战了有袋动物比其他哺乳动物更“原始”的观点,该研究表明,自从它们最后一次共享祖先以来,它们的发育发生了更大的变化。
“长期以来,人们一直将有袋动物视为‘低等哺乳动物’,它们代表着胎盘哺乳动物和产卵动物之间的中间阶段,”解释英国自然历史博物馆的进化生物学家 Anjali Goswami。
“事实证明,有袋动物是从祖先形态进化得多的动物。”
这个现在已经过时的想法源于这样一个事实:袋鼠等有袋动物所产下的幼崽仍处于发育的早期阶段。这使得它们的婴儿在育儿袋中完成大部分发育,这似乎比鸭嘴兽等产卵单孔动物的发育更复杂,但仍然比胎盘哺乳动物的发育简单。
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胎盘哺乳动物——比如我们、鲸鱼和刺猬——在妊娠期更长之后出生时就更加发育。
“作为胎盘哺乳动物的一员,我们经常有这样的偏见,认为我们是进化所针对的群体,但这不是进化的运作方式,”解释戈斯瓦米。
进化经常被错误地描述为一条通向更加复杂的直接道路,具有更古老特征的物种被认为是更简单或“原始”的。
但遗传学和对不寻常特征的更多认识证明在一个物种的进化过程中,复杂性可以反复获得和失去。研究人员指出,更显着的进化变化并不一定会带来更多的多样性,因为胎盘哺乳动物的变异比有袋动物要多得多。
自然历史博物馆发育生物学家 Heather White 及其同事利用来自 22 个现有物种不同发育阶段的标本,构建了一条变化时间表,最能解释现在存在的情况。
这组高度详细的 3D 微型 CT 扫描揭示了有袋动物头骨发育的更多变化。具体来说,与 1.6 亿年前的胎盘哺乳动物和我们共同的兽类祖先相比,有袋动物的头骨发育减慢并发生变化。
研究结果表明,有袋类动物出生时的极小年龄代表了更特殊的发育类型,与我们共同的祖先相比,它需要更大的性状变化,而不是我们允许幼崽在我们体内发育更长时间的策略。
其他研究暗示情况可能是这样,有迹象表明胎盘动物和有袋动物都有胎盘发生显着改变来自我们共同祖先的卵黄胎盘。
而且,一群已灭绝的哺乳动物在胎盘和有袋动物出现之前,它们就从哺乳动物的其他分支中分离出来,它们的繁殖方式也更像我们。
“我们可以清楚地表明,有袋动物的发育方式是与有袋动物和胎盘动物的祖先相比变化最大的方式,”说戈斯瓦米。
“有袋动物的繁殖方式并不是产卵哺乳动物和胎盘哺乳动物之间的中间形式。这只是有袋动物进化出的一种完全不同的发育方式。”
你可能不知道,这只濒临灭绝的北袋鼬正在产下八个宝宝——无毛、粉红色的“软心豆粒糖”。在他们前往广阔的野生世界之前,她会带着他们再呆几个月。#wildoz #quollpatrol pic.twitter.com/W3umKj0m1k
— 朱迪·邓洛普 (@Judy_Dunlop)2018 年 10 月 9 日
然而,由于 White 和同事只能纳入 22 个物种,因此需要更多的研究来支持他们的发现。由于缺乏团队鉴定的鸭嘴兽的早期发育实例,估计祖先状态存在一些局限性。
不管怎样,虽然将当前特征与祖先物种进行比较可以让我们建立相关性和进化时间表,但它并不能表明一个物种在复杂性方面或多或少“先进”了多少。相反,这些变化很可能反映了环境需求或环境需求的缺乏,就像这里的情况一样。
“有人认为,如果你生活在环境不稳定的环境中,有袋动物的策略会更好,”说戈斯瓦米。 “胎盘哺乳动物的妊娠时间很长,因此如果动物经历资源枯竭的时期,母亲和后代都可能会死亡,因为这都是内部的。”
“对于有袋动物来说,这是一个风险低得多的策略,因为母亲很容易在发育的早期阶段就抛弃它们,所以至少母亲可以生存下来并在以后再尝试。”
这或许可以解释有袋动物是如何从北美的起源一路来到澳大利亚的,而当这些大陆还是相连的大陆时,它们的胎盘邻居却没有做到这一点。
“一个想法是,有袋动物由于其更灵活的生殖系统而更有能力完成这一旅程,”推测戈斯瓦米。
“因此,通过延长发育并使其更加远离母亲,有袋动物可能能够更好地应对不稳定的环境情况。但这在很大程度上只是一种猜测和假设,需要进行检验。”
这项研究发表于现代生物学。