2400万代前大象还是老鼠的体型

一项关于哺乳动物的研究表明,演化出更大的体型要比变小花更多的时间。大型哺乳动物如黑犀牛的进化时间比小型哺乳动物更久。

黑犀牛

黑犀牛

一项新的研究表示,某些哺乳动物需要差不多2400万代的进化,它们的身体才能从小如老鼠增长到跟大象相当的尺寸。采取同时研究化石和活体标本的方法,科学家们计算出28种不同的哺乳动物种群在过去6500万年中的生长率,并且发现对于哺乳动物来说,体型增大往往要比缩小需要更长的时间。

哺乳动物身体的尺寸增长一百倍,至少需要160万代的进化;增长一千倍,需要500万代;而增长5000倍的话,差不多要进化1000万代。

奇趾有蹄类动物--比如马和犀牛,显示出最快的生长率。奇怪的是,在检测的所有哺乳类动物当中,灵长类动物却有着最慢的生长率。

“这有点不可思议,”研究带头人,澳大利亚莫纳什大学的生物进化学家埃文斯说。“大的灵长类要比大的犀牛或者大象来得困难的多。可能有很多原因造成这一点,但是身为灵长类动物,身体似乎很难变大。”

大象

大象

在所有哺乳类动物中,鲸类--包括鲸鱼和海豚的身体,拥有最高的增长率。它们的身体增长一千倍,仅仅需要300万代的进化。

埃文斯和他的团队推断鲸类的差异是可以造就的:由于海水承受了鲸类动物的体重,它们的身体增长相对于陆地动物来说更加容易。原因在于鲸类变大所受到的限制更少。假如没有水的浮力的话,鲸的身体内部组织就会受到它自身重量的挤压。

正在缩小的哺乳动物令人难以置信

这项研究还发现了一些哺乳动物,它们体型缩小的速度要比生长速度快30倍。

“相较于体型的增长,如此快的身体缩小速度,两者的差异真的十分惊人,”埃文斯说。本周他的研究出现在国家科学院的期刊论文中。埃文斯的团队表示,有两个主要原因造成了这么快的缩小速度。第一,增大的身体需要很多骨骼和肌肉的变化来支撑和带动增加的体重。研究协作人,新墨西哥大学的詹姆斯·布朗说。

大象

大象

“当生物体变得更大时,它们不得不面对不同的身体设计上的限制,”布朗说。“处理这些问题就需要进化。这就需要新基因以及新的解读演化计划的方法。”

第二,埃文斯说,所有哺乳类动物,不论体型大小,都一定从单细胞开始生长,体型小的时候都要经历一个演化阶段。因此,哺乳类动物为了变小,所需要做的只是提前制止演化。

“你会尽早停止演化计划,而不是努力延长,”埃文斯说。

哺乳动物进化研究至透了吗?

这项新研究是迄今为止关于哺乳动物身体尺寸进化最为全面的调查,印第安纳大学的古生物学家戴维·波利说。

恐龙

恐龙

“使用化石测量进化率是一个艰苦的工作,”波利说,他本人并未参与到此项研究。“所以尽管人们已经开始研究进化率,范围还是限定于非常个别的哺乳动物种群。”

波利同时指出,新的发现或许也证明了多数科学家们所怀疑的:非常大的动物体型的进化需要的时间要比过去研究指出的多得多。之前的研究仅限于短的地质时期内个别物种的身形变化。

埃文斯和他的同事们猜测他们的研究发现或许同样适用于其他动物种群,比如说恐龙。“事实上我们已经开始研究恐龙,但问题在于我们并不清楚恐龙的一代持续多久。”埃文斯说。