
据《科学美国人》报道,对一枚2.5亿年前化石的精细成像研究,首次确凿证实哺乳动物的祖先会产蛋(Detailed imaging of a 250-million-year-old fossil has revealed the first proof that the ancestors of mammals laid eggs)。
这一发现解答了关于人类远古祖先繁殖方式的长期疑问,并揭示它们为何能在地球史上最严重的大灭绝事件之后迅速繁盛。
长期以来,科学家推测哺乳动物的祖先——一类被称为兽孔目的生物(a group known as the therapsids),如同现存的鸭嘴兽、针鼹一样以产蛋方式繁殖。

但在化石记录中,学界始终缺乏合弓纲动物产蛋的直接证据(But they lacked any direct evidence of synapsid eggs in the fossil record)。
在这项新研究中,南非约翰内斯堡金山大学的朱利安·贝努瓦及其团队分析了三块含有水龙兽化石的岩石标本。
研究团队采用X射线显微计算机断层扫描(μCT)与同步辐射计算机断层扫描(SRCT)技术,对岩石内部的骨骼进行无损检测。

这三块标本代表了出生前不久至出生后不久的不同发育阶段。研究作者指出,多条证据均表明,其中发育程度最幼小的水龙兽个体,死时仍处于蛋内。
例如,包裹它的岩石结核尺寸与一枚蛋相符;胚胎呈蜷曲姿态,轮廓贴合蛋的卵形;其骨盆、脊柱基部椎骨与肋骨结构松散,说明骨盆与软骨尚不足以支撑身体重量,符合尚未破壳个体的特征。
最为关键的是,新成像结果显示,最年幼的水龙兽标本下颌左右两半尚未愈合(Most importantly, the new images reveal that the two halves of the lower jaw had yet to fuse in the youngest Lystrosaurus specimen)。龟类与鸟类的下颌在出壳前便已愈合,以便幼体破壳后自主进食。

因此,这只水龙兽未愈合的下颌,是它死于蛋内的又一关键证据。另外两块标本则显示出更成熟的发育迹象:体型最大的一具呈舒展姿态保存,表明它已脱离蛋壳,并在死前活动过一段时间。
水龙兽是一种像猪差不多大小的植食动物,长有两枚獠牙与喙状嘴,是少数挺过二叠纪末大灭绝的四足脊椎动物之一(Lystrosaurus, a pig-sized plant-eater with two tusks and a beak,was one of the few tetrapods—backboned animals with four limbs)。
约2.52亿年前发生的这次灭绝事件,导致地球上约90%的物种消亡。大灭绝之后,全球气候极端波动,长期酷热与严重干旱频发,水龙兽却逆势繁盛,成为当时最具优势的陆生脊椎动物。

产蛋繁殖可能是它得以成功的关键。对水龙兽蛋的复原显示,其蛋相对体型偏大,蛋壳很可能为柔软革质,不易形成化石,这也解释了为何科学界至今才找到兽孔目产蛋的痕迹。
大蛋拥有更小的表面积与体积比,更能抵御干燥,在干旱环境中极具优势(Big eggs, with their smaller surface-to-volume ratio, are more resistant to drying out)。
此外,现代产大蛋的四足动物,其幼体出壳时通常发育更完全、独立生存能力更强。与之相对,哺乳动物——即便产蛋种类——幼体出生后都需要一段时间哺乳。

这一新发现对理解当今环境变化压力下的物种命运具有启示意义。贝努瓦在声明中表示:“了解远古生物如何挺过全球性剧变,有助于科学家更准确地预测现代物种如何应对持续的环境压力。”