一项新的化石分析给出了提示。
这种早期的哺乳动物可以长到大约 100 磅，比生活在白垩纪末期灭绝之前的哺乳动物大得多。 （图片来源：H. Sharpe 的作品）
大约 6200 万年前——在一颗珠穆朗玛峰大小的小行星撞击地球并结束了恐龙时代之后仅 400 万年——脚上长着手指状手指的毛茸茸的生物出现了，成为第一批在地球上漫游的大型哺乳动物。 这些动物大约有一条大狗那么大，高耸于太空岩石撞击之前就存在的鼩鼱到负鼠大小的哺乳动物，现在，科学家们认为他们知道这些小动物是如何超过它们的小型哺乳动物表亲的。
在周三（8 月 31 日）发表在《自然》杂志上的一项新研究中，研究人员分析了 Pantolambda Bathmodon 的牙齿和骨骼化石，这是一种体重约 92 磅（42 公斤）的矮壮、现已灭绝的哺乳动物 完全长大后。
“它们可能比分析的标本大一点，所以推了 100 磅 [45 公斤]，当你考虑到这是一种哺乳动物，它比霸王龙只生活了 400 万年。 灭绝了，”主要作者格雷戈里·芬斯顿说，他在研究期间是爱丁堡大学的研究员。 “在整个中生代[2.52亿至6600万年前]，哺乳动物的体型还没有比獾大，所以Pantolambda是那个大小的两到三倍，”Funston说，他现在在加拿大多伦多的皇家安大略博物馆工作 .
这些照片显示了从上方（左）和下方（右）看到的 Pantolambda 的头骨。 右图显示了动物的牙齿，其锋利的脊和凹槽用于咀嚼植物材料。 （图片来源：© G. Funston）
哺乳动物如何变得如此之大
从物理上讲，P. bathmodon 看起来像是当今存在的几种现代哺乳动物的混合体。
“在某些方面，它看起来像狗，在其他方面看起来像熊，”Funston 说。这种动物有一条又长又细的尾巴和脚，有点像人的手，还有手指和指甲。值得注意的是，P. bathmodon 的头部并没有与它庞大的身体相匹配，这表明它的祖先的体型比他们的大脑大小先增加了；最近的研究表明，这种“先有肌肉”的进化模式可以在白垩纪末期灭绝后出现的许多胎盘哺乳动物中看到。
为了更多地了解这种古怪哺乳动物的生活史，Funston 和他的同事分析了 12 个 P. bathmodon 标本，其中包括 23 块骨头和 22 颗来自成人和青少年的牙齿的混合物。所有的化石都起源于新墨西哥州的圣胡安盆地，古生物学家此前曾在那里发现了一个骨床，或者是一个布满化石的岩层，其中大部分是 P. bathmodon 标本。
“通过从一个地点、一个骨床对所有这些标本进行采样，它给我们带来了一点优势，因为它代表了一个时间上的单一社区，”Funston 说。收集了许多人的样本，这些人在死亡时的年龄从大约 2 岁到 11 岁不等，使研究小组能够估计这些动物的生长速度和它们的寿命。
更重要的是，通过在动物的牙齿和骨骼中寻找特定的化学特征，研究作者甚至可以确定每个个体在子宫内怀孕的时间、出生时间以及大致吃奶的时间。这种牙齿分析以前只在现代动物和一些长达 260 万年的灵长类动物化石上进行过，但以前从未在像 P. bathmodon 这样古老的动物身上进行过。
该技术利用了这样一个事实，即随着牙齿的发育，坚硬的外釉质和下面的牙本质组织每天都会堆积起来，就像树的生长线一样。此外，覆盖牙根的硬组织牙骨质每年都会增加一层。位于这些年轮之间的是一条独特的“出生线”，它出现在成人和婴儿牙齿中，尽管在牙齿结构中的位置略有不同。
出生线含有高浓度的锌，因为在出生后不久，哺乳动物母亲会生产一种特殊的高营养牛奶，称为初乳，其中含有大量的矿物质。 然后，在母亲停止生产初乳并开始生产正常母乳后，分娩线让位于富含钡的牙齿组织层——这种元素在哺乳期以类似于钙的方式融入牙齿和骨骼中。
通过取 P. bathmodon 牙齿的薄片——薄到足以让光线透过——研究人员能够发现这些独特的锌和钡线。 分析表明，P. bathmodon 的怀孕时间刚刚超过 7 个月，而他们的婴儿只能哺乳一到两个月。 芬斯顿说，到那时，根据对他们骨骼的分析，这些年轻人的体重将约为 20 磅（9 公斤）。
这张照片显示了在研究中分析的标本被发现的确切地点。 这个地方是古生物学家所说的骨床，在同一层中发现了一个或多个物种的许多个体。 该站点的样本包括 Pantolambda 非常年轻和非常老的个体。 （图片来源：© G. Funston）
出生时，P. bathmodon 新生儿“可能会移动。它的全身可能都有毛皮。它的眼睛可能是睁着的，而且它可能长满了牙齿，”Funston 说。出生后不久，这种动物的骨骼中记录的生长速度非常快，以至于它很可能在生命的第一年就达到了性成熟。根据这项研究，大多数 P. bathmodon 个体在 2 至 5 岁之间死亡，尽管最年长的个体存活到 11 岁。
芬斯顿说：“与同等大小的野生哺乳动物的寿命相比，我们的大多数标本在大约 3 或 4 岁时就死了，所以这真的非常快”。
如果这种奇怪的狗熊混搭物长时间携带它的幼崽，然后生下大婴儿，那么其他胎盘哺乳动物可能也会这样做。他说，这可以解释在这颗杀死恐龙的小行星撞击地球后，哺乳动物是如何突然变大的。
贝内文托说，如果应用于其他化石，研究中使用的地球化学牙齿分析可以为史前生命提供新的线索。
“作者表明，可以直接测量 60+ 百万岁哺乳动物的牙齿变化，并根据这些数据推断个体的妊娠长度、断奶年龄和死亡年龄，”她说。 “哺乳动物化石记录中有大量牙齿，因此将这项技术应用于中生代和新生代[6600万年前至今]哺乳动物化石开辟了新的令人兴奋的可能性。”
“在未来，如果可能的话，我希望看到这种技术用于中生代更古老的哺乳动物群体，”她说。