牙齿暗藏生活“故事” 古老牙齿勾勒最早哺乳动物

活动少、寿命长。这就是哺乳动物的祖先，可能跟人们想象的不一样。

英国布里斯托尔大学和芬兰赫尔辛基大学研究人员领衔的一项研究，对距今2亿年的最早哺乳动物牙齿进行了开拓性分析。结果显示，它们与冷血的爬行动物类似：活动较少但寿命长得多。

这是古生物学家第一次能够直接研究早期哺乳动物化石的生理机能，并颠覆了人们之前对自己最早祖先的认识。10月12日，相关论文刊登于《自然—通讯》。

“我们有了一些非常惊人的发现。之前人们认为哺乳动物的关键特征，包括温血习性，大约在同一时期进化。”论文第一作者、布里斯托尔大学助理研究员Elis Newham告诉《中国科学报》，“相比之下，我们的研究结果清楚地表明，尽管它们有更大的大脑和更高级的行为，但它们并没有‘放纵生活’并英年早逝，而是生活节奏更慢、寿命更长，类似于蜥蜴等小型爬行动物。”

最早哺乳动物

哺乳动物的起源和辐射是生命历史上的重要事件，化石显示，哺乳动物起源于2.2亿年前，即三叠纪晚期。最早的哺乳动物被广泛认为是广义的食虫动物，代表了哺乳动物最初5000万年的进化过程。

尽管人们在解剖学、生态学和早期哺乳动物进化方面的知识有了相当大的进步，但对其生理学却知之甚少。甚至，研究人员表示，关于哺乳动物的起源时间和化石群的证据是矛盾的。

研究人员挑选了两种最早的哺乳动物——Morganucodon和Kuehneotherium。

这两种动物生活在大约2亿年前的三叠纪晚期和侏罗纪早期，体形较小，通常被认为是广义的食虫动物，也是地球上最早的哺乳动物的代表。它们与早期恐龙一起生活在地球上，许多科学家认为它们是温血动物。

多年来，布里斯托大学的Pamela Gill及同事一直在研究这些哺乳动物化石。Gill提到，“早期哺乳动物化石的保存度不佳，胃中没有保存可供推断的食物，所以我们只能利用最新技术从下颌和牙齿化石中搜寻证据。”

2014年，研究人员发现Morganucodon和Kuehneotherium的牙齿凹面和擦痕有很大不同。这表明两者的食物也有差别——Morganucodoni喜欢硬而脆的食物，例如甲虫，而Kuehneotherium更喜欢偏软的食物。研究人员在另一篇刊登于《自然》的论文中表示，这表明在那个时期，生态位划分和饮食分化正在进行中。

牙齿暗藏生活“故事”

Newham在南安普敦大学读博士研究生期间就开始研究这些牙齿。

Morganucodon和Kuehneotherium的牙齿化石只有针头大小，Gill和Newham等人使用先进的X射线技术对其进行了扫描。通过扫描牙骨质化石，Gill希望保存的数据能够足够清晰，以确定这种哺乳动物的寿命。牙骨质是将牙根固定在牙槽骨内，并在一生中持续生长的物质。

幸运的是，牙齿为这些小型哺乳动物的寿命和进化提供了新的线索。

研究小组研究了它们牙槽内的生长轮，后者就像树木年轮一样每年沉积下来，以便计算出这些动物的寿命。研究结果表明，它们的最长寿命可达14年，这比与它们体形相当的有毛后代，如老鼠和鼩鼱，要长得多。老鼠和鼩鼱在野外只能存活1~2年。

而使用这些新成像技术的灵感来自于现实中的一颗牙齿。“我的一位同事，也是论文的合著者之一，拔掉了一颗牙齿，并告诉我想给它拍X光片，因为X光片可以告诉有关你生活历史的所有事情。这让我想到是否可以做同样的事情，以了解更多关于古代哺乳动物的信息。”Gill告诉记者。

为了验证这一理论，一颗属于Morganucodon的古老牙齿标本被送到了赫尔辛基大学的Ian Corfe手中，他用高能同步加速器X射线对其进行了扫描。“让我们高兴的是，虽然牙骨质只有几分之一毫米厚，但扫描得到的图像是如此清晰，完全可以用来计算。”Corfe说。

这标志着这项为期6年的国际研究的开始。

与想象不同

2亿年前，这些小动物或许不小心掉进了岩洞里，在那里它们的骨骼，包括牙齿，变成化石。“多亏了这些保存完好的微小碎片，我们得以对一个物种的数百个个体进行研究。”Corfe说。

研究人员分别使用位于法国和瑞士的欧洲同步辐射装置和瑞士光源，对英国伦敦自然历史博物馆和剑桥大学动物博物馆提供的约200个牙齿标本进行了扫描。

“光是扫描就花了一个多星期，我们24小时轮班来完成所有工作。这是一次难忘的经历，当图像开始出现时，我们知道自己得到了一些东西。”Newham说。