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多瘤齿兽把哺乳动物的成功写进牙齿

5 条来源 4 条一手来源 已翻译 2026年7月4号

正文
博物馆展架上的 Ptilodus kummae 多瘤齿兽化石骨架,可见头骨、脊柱、四肢和长尾,背景为浅色展墙。

这张 Ptilodus kummae 的真实化石照片契合本文主题。头骨、四肢、尾巴与姿态让我们看到完整的多瘤齿兽,也提醒我们,它们漫长的兴盛同身体和栖息地有关,也同臼齿上的齿尖有关。[5]

大众熟悉的哺乳动物史,常以一个干净而富有戏剧性的转折开始:恐龙称霸世界,小行星撞上地球,哺乳动物终于接管舞台。多瘤齿兽搅乱了这个故事,也让它变得更有趣。恐龙仍在时,它们已经活跃起来。这一支现已灭绝的哺乳动物曾与恐龙相伴,熬过白垩纪—古近纪大灭绝,又在新生代延续了很久。它们兴盛的一大秘诀藏在嘴里:牙齿能够应付多种食物。[2][3]

“多瘤齿兽”的名字来自口腔,“多瘤”说的正是牙齿上众多的瘤状齿尖。它们的后部牙齿长着成排的齿尖和脊,不同于适应单一肉食的简易切割面或穿刺面。[1][2] 这听起来只是技术细节,把动物放回当时的地貌,牙齿的作用便清楚起来。凹凸的臼齿如同加工食物的机器,既能压碎种子、撕开植物,也能磨碎柔软植被、处理荤素混合的食物。恐龙时代的小型哺乳动物,生活远比一群普通食虫者丰富。

题图的意义也在这里。照片展示的是古新世多瘤齿兽 Ptilodus kummae 的化石身体,视线不再只停在一排抽象牙齿上。[5] 头骨和颌部依旧醒目,四肢、脊柱与长尾则使动物摆脱漫画化的轮廓。多瘤齿兽的某些习性和身体比例近似啮齿动物,但它们既不属于啮齿类,也不是任何现代类群的草图。它们自身便是小型哺乳动物一次延续甚久的成功尝试。

牙齿是一部日历

在古生物学中,柔软的躯体消失后,牙齿往往还能保存,因此是格外可靠的计时器。对多瘤齿兽而言,牙齿还记下了生存方式的变化。Gregory Wilson 与同事分析了 41 种多瘤齿兽的牙齿复杂程度,认为这个类群早在非鸟恐龙消失前至少 2000 万年,便已开始适应性辐射。这场辐射随后越过大灭绝,灾变后的多样化有着更早的起点。[2]

于是,剧情变了。至少在这个案例中,哺乳动物的多样化早在中生代便已启动,撞击之后恐龙压力的解除只是故事的一部分。研究还把牙齿日趋复杂、体型差异增大和植食倾向增强,与被子植物的扩散联系起来;这些开花植物到恐龙时代晚期已越来越重要。[2]

这套论证可贵在分寸。结论只落在一个主要哺乳动物类群:它们在恐龙带来的限制中找到了一条通路。当那场著名灭绝尚未在别处腾出更大空间时,它们已经能靠臼齿表面、齿尖数量、刀刃状前臼齿和颌部动作,从植物资源中取得塑造身体的养分。

Rugosodon 让身体回到故事中

牙齿留下了变化的线索,Rugosodon eurasiaticus 则为线索补上完整的身体。芝加哥大学介绍的这块化石已有 1.6 亿年历史,出土于中国辽宁的侏罗纪沉积层,是已知最早的多瘤齿兽完整骨架。[3] 它的价值还在年龄之外:这是一只小型动物,踝关节灵活,能在地面敏捷活动;带脊的牙齿适合杂食,食物包括叶片、种子、蕨类、裸子植物、蠕虫和昆虫。[3]

这些特征构成了关键转折。后来的多瘤齿兽以擅长处理植物而闻名,Rugosodon 却显示,这个类群早期是一种小而灵活的杂食动物,牙齿足以应付多样食物。现有证据勾勒出一条由多面性走向专门化的路线:偏植物性的食谱从广泛适应中生长出来,随后才逐渐收窄。[3]

踝关节同样要紧,再合用的牙齿也得靠身体接近食物。芝加哥大学的报道指出,灵活的踝骨有助于解释后来多瘤齿兽多样的活动方式,其中有些适合攀爬,有些适合掘穴,还有些适合在地面行走。[3] 牙齿的故事也关乎运动和抵达栖息地各处的本领。臼齿要碾开一粒种子,动物得先找到并够到它,还要躲开捕食者,让这种行为一代代重复。

熬过小行星撞击,不代表一切从那里开始

白垩纪—古近纪之交确是一场浩劫。它依然是关键转折,需要修正的是把它当成哺乳动物变得有趣的唯一开端。Wilson 与同事认为,大灭绝发生以前,多瘤齿兽的牙齿复杂程度和体型差异已经上升;某些多瘤齿兽所依赖的资源,也有证据显示熬过了灭绝冲击。[2]

这比“哺乳动物幸存了”更进一步。单凭幸存,无法分辨主动适应与被动偶合。运气、小体型、隐蔽习性或地理庇护,都能让一支谱系留下。多瘤齿兽带过灾难的却是一整套已经奏效的本领:能处理植物的牙齿、小而灵活的身体,以及与特定食物来源相扣的生存位置。这些食源没有像许多大型恐龙赖以生存的体系那样遭到清除。[2][3]

因此,“哺乳动物时代”这个短语需要听得更仔细。它若指新生代中体型、多样性和活动范围的扩张,便很准确;若暗示哺乳动物的创新一直等到陨石坑出现之后,便会误导。暴龙、鸭嘴龙、角龙及其他恐龙仍是大型动物的主角时,小型哺乳动物已经各有细分而明确的生存位置。

“近似啮齿动物”为何会误导

初看之下,把多瘤齿兽形容成“近似啮齿动物”几乎无法避免,也确有帮助。这个说法点出了它们的小型身体、许多种类用于啃咬的门齿,以及后来由啮齿动物部分接手的生活方式。然而,相似之处也容易抹平整个类群,让多瘤齿兽沦为临时替身,仿佛它们只是替尚未到来的啮齿动物占着位置。

化石记录容不下这种俯视。芝加哥大学的概述把它们连续生存的年代定在约 1.7 亿年前至约 3500 万年前:它们与恐龙共同生活了 超过 1 亿年,恐龙灭绝后又延续数千万年。[3] 如此漫长的谱系,本身便是成功的演化尝试,“失败的彩排”无从概括它。

加州大学古生物学博物馆(UCMP)的馆藏文章也说明,研究这种成功靠什么。文章将多瘤齿兽介绍为白垩纪的小型哺乳动物,尤其强调凹凸不平的牙齿,并把馆藏材料作为认识其生物学的入口。[1] 这些材料并不夺目,能回答的问题却很多。成排的零散牙齿、颌骨碎片和小型骨架,可以细致勾画食性、体型、局部丰度与环境变化,精度常常超过一具壮观骨架单独所能给出的答案。

结局不止一记重拳

多瘤齿兽最终消失了。旧有解释常归因于啮齿动物:二者占据相似位置,啮齿动物来得较晚,于是发生竞争排斥。这种解释仍有道理,值得留在讨论中;同样站得住脚的版本也已出现。2025 年,一项发表于 Paleobiology 的研究比较了始新世北美多瘤齿兽、啮齿动物与化石植物的分布,把问题放进空间古生态学中考察,跳出简单的一对一较量。[4]

研究先回顾啮齿动物竞争假说,再检验始新世各类森林群落中的哺乳动物—植物关联。结果显示,多瘤齿兽与沼杉、水杉、桤木等植物类群联系最密切,啮齿动物各类群则呈现不同分布。论文认为,啮齿动物科的衰退和多瘤齿兽的灭绝,都与森林群落的重大转变同时发生。森林巨变因而必须纳入因果讨论,直接竞争不足以概括全部原因。[4]

啮齿动物施加的压力仍在讨论之中。更有价值的变化,是让灭绝重新有了时间、地点与环境。食源植物迁移,森林面貌改变,不同哺乳动物的分布又只部分重合;采样偏差与地理差异也必须检验。一支曾凭牙齿和进入不同栖息地的本领兴盛的谱系,若栖息地变化得太快,旧有适应来不及跟上,便会面临衰退风险。[4]

把哺乳动物的故事写小,反而更精彩

多瘤齿兽容易被忽视,因为它们很少留下主导大众古生物学想象的巨型骨架。它们的戏剧藏在成排的牙齿、小小的颌骨、踝骨、博物馆抽屉和尺寸平常的化石展架里。这个尺度恰恰说明它们为何重要。哺乳动物史既由最早的鲸、马、大型捕食者与灵长类写成,也由一具具小型身体反复解决取食难题写成。

本文把论点落在牙齿上,因为环境与食物会在牙齿上化成磨痕、凹凸和形状。带脊的臼齿既能辨认类群,也记录这些动物怎样面对世界:压碎、切开、研磨,混合摄取植物与动物食物,并追随植被在漫长地质年代里的兴起和重组。[2][3][4]

那道旧有转折仍可留下,只是需要换一条弧线。小行星撞击改变了舞台的大小;哺乳动物兴盛的潜能早已存在。多瘤齿兽提醒我们,有些哺乳动物早已学会自己的台词,其中许多就写在牙釉质里。

来源

  1. 加州大学古生物学博物馆,"Fossil Feature: Multituberculates"(2019)——馆藏背景与凹凸牙齿的介绍。
  2. Gregory P. Wilson 等,"Adaptive radiation of multituberculate mammals before the extinction of dinosaurs," Nature 483(2012),PubMed 摘要。
  3. 芝加哥大学新闻,"Earliest complete fossil from rodent-like ancient mammal discovered"(2013)——Rugosodon 化石、年代、踝部、食性与延续时间。
  4. Benjamin John Burger,"Comparative spatial paleoecology: assessing niche competition between Eocene North American multituberculates and rodents regarding forest resources to elucidate the cause of multituberculate extinction," Paleobiology(2025),Cambridge Core。
  5. Wikimedia Commons,"File:Ptilodus kummae cropped.jpg"——本文题图所用真实化石照片的来源页面。
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