科學

犬齶獸骨骼證明哺乳動物胎生起源比已知早9000萬年

Nadia Okonkwo

Chiniquodon theotonicus — 一種三疊紀時期、體型如狗般的肉食性動物 — 在其骨骼中留下了一則訊息:一條只有在胎生動物出生時才會形成的顯微級生長環。這件編號 CRILAR PV109 的標本出土於阿根廷西北部,距今 2.36 億年。它的骨骼表明,牠是出生而非孵化而來的。

這項發現由 CONICET 古生物學家 Leandro Gaetano、Adriana Mancuso 以及布宜諾斯艾利斯大學的 María Miceli Baro 共同完成,將哺乳動物譜系中胎生起源的時間點,比先前最佳化石證據所顯示的提早了 9000 萬至 9500 萬年。數十年來,學界一直假設胎生 — 即產下活後代 — 出現的時間要晚得多,且發生在解剖結構上更接近我們所謂「真正哺乳動物」的譜系中。

一條骨骼線如何改寫時間軸

新生兒線是骨骼橫切面上的一道獨特標記,唯有切開化石並在顯微鏡下觀察才能發現。它記錄了出生時的新陳代謝急遽轉變:當新生個體從胎盤營養轉為獨立進食時,骨骼生長會突然且明顯地加速。在胎生動物中,這種轉變是劇烈的;而在卵生動物中,轉變過程較為平緩,不會留下等同的標記。

Gaetano 團隊在 CRILAR PV109 中發現了新生兒線,隨後透過測量估計出生體重與估計成年體重的比例,來檢驗這是否與胎生一致。對於 Chiniquodon 而言,出生體重約為 1.7 公斤,成年體重約為 12 公斤 — 比例約為 14%。

作為對照:卵生爬行動物的出生體重與成年體重比例介於 0.1% 至 0.6% 之間。鳥類的範圍為 1.3% 至 4.5%。現代胎盤哺乳動物可達 18.77%。Chiniquodon 穩穩落在哺乳動物的範圍內。新生兒線與體重比例兩者共同為一個 2.36 億年前的譜系提供了胎生的證據。

我們過去以為的認知

在這項研究之前,學界共識將哺乳動物譜系中最早的胎生可靠化石證據置於約 1.4 億至 1.48 億年前,且來自解剖結構上已更接近真正哺乳動物的譜系。像 Chiniquodon 這類犬齒獸類 — 生存於三疊紀 — 一般被認為是卵生動物,這是從其爬行動物祖先繼承而來的特徵。

這個假設部分來自推論。胎生在化石紀錄中難以偵測,因為軟組織極少保存下來。新生兒線是少數能在沒有保存胚胎或胎盤結構的情況下,指示胎生的硬組織標記之一。它在 CRILAR PV109 中的發現並非犬齒獸類中首次找到新生兒線,但卻是最古老的,而且此處的體重比例分析是迄今為止最嚴謹地將該標記與生殖模式(而非其他生長模式)連結起來的嘗試。

「我們首次證明,至少有一種哺乳動物祖先 — Chiniquodon theotonicus — 已經具備胎生能力,」Gaetano 在研究論文中表示。

這項研究並未解決的問題

該研究清楚說明了單一標本能夠與不能夠確立什麼。Chiniquodon 可能代表一次孤立的演化實驗 — 胎生在一個譜系中出現又消失,並未留下連續的痕跡延續至後來的哺乳動物。研究人員呼籲取得其他犬齒獸物種以及其他三疊紀遺址的更多標本,以檢驗胎生在這個類群中是普遍現象還是特例。

這個時期生殖特徵的化石紀錄幾乎是空白的。任何已知的犬齒獸標本中都沒有保存下來的胚胎。新生兒線是一種間接訊號,並非胎盤或活產幼體的直接解剖證據。生長中斷可能因出生以外的原因而在骨骼上留下標記 — 這是論文未能完全排除的一個合理替代解釋。

儘管如此,這項證據的組合 — 線的位置、落在哺乳動物範圍內的體重比例、以及缺乏爬行動物參數 — 比先前任何犬齒獸研究彙整的證據都要強。研究人員承認:「需要更多數據才能確立胎生在犬齒獸類中普遍存在。」這個問題如今已被尖銳地提出。

演化邏輯:為何三疊紀讓這一切變得合理

三疊紀(2.51 億至 2.01 億年前)緊接在地球史上最大規模的滅絕事件之後 — 二疊紀末事件,該事件消滅了約 90% 的海洋物種與 70% 的陸地脊椎動物物種。從那場災難中恢復的生態系統並不穩定,資源競爭激烈。

在不穩定的條件下,胎生提供了繁殖上的優勢。在體內攜帶後代,可使幼體在發育更成熟之前免受環境極端變化的影響;卵則會使發育中的胚胎暴露於溫度波動、掠食與乾燥的風險中。對於正在適應多變三疊紀環境、且位於最終將產生所有現生哺乳動物之譜系上的犬齒獸類而言,轉向體內孕育具有生態上的邏輯。這個框架並未證明胎生是直接因應三疊紀壓力而出現,但它讓時間點顯得合理。

關於早期哺乳動物繁殖的常見問題

什麼是犬齒獸類?

犬齒獸類是主要生存於三疊紀與侏羅紀的合弓綱爬行動物。牠們是所有哺乳動物的直接祖先,共享如複雜分化牙齒與半直立姿勢等特徵。Chiniquodon 屬於這個類群 — 在定義哺乳綱的解剖學門檻之前,但已穩穩位於通往該門檻的譜系上。

骨骼中的新生兒線是什麼?

這是胎生動物在出生時形成的一道顯微級生長標記。在出生的那一刻,新生個體的新陳代謝會從依賴母體資源急遽轉變為自我維持生長。這個轉變會在骨骼組織中留下物理紀錄,古生物學家可以在保存良好的化石橫切面上偵測到它。

這是否意味著 Chiniquodon 是人類的直接祖先?

並非直接。Chiniquodon 是最終產生真正哺乳動物之譜系的親戚,但不一定是任何現生類群的直接祖先。可以將其視為一個旁系分支,而非直系。Chiniquodon 的胎生是否與現代哺乳動物的胎生相關聯,或者代表一次獨立的演化發展,是這篇論文提出的開放性問題之一。

什麼證據能夠確認這個結論?

更多來自不同物種與三疊紀遺址、且帶有新生兒線的犬齒獸標本,將有助於強化胎生在該類群中普遍存在的論點。一個保存有胚胎材料的標本將具有決定性。CONICET 團隊目前正在檢驗來自阿根廷三疊紀遺址的其他標本,以判斷 CRILAR PV109 是異常值,還是更廣泛模式的早期代表。

參考文獻:Gaetano et al., “A 236-million-year-old fossil challenges the story of mammalian live birth,” Frontiers in Mammal Science, 2026. DOI: 10.3389/fmamm.2026.1845319

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