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养娃这么心累的事,最早是谁“发明”的?

果壳  · 公众号  · 科学  · 2020-01-14 19:00

在动物界,家长们带娃的方法五花八门,但是都逃不脱一个“累”字。猎豹怀孕的时候仍需捕猎,跑得比汽车还快。企鹅爸爸两个月不吃不喝,坚持孵蛋,还得步行千里去捕鱼喂孩子。而人类为了把自己生的“四脚碎钞机”养得白白胖胖,更是牺牲了大把时间和金钱。


育幼行为在鸟类与哺乳动物中很常见,人类为抚养后代更是操碎了心 | 图虫创意


在辛苦之余,我们往往认为养孩子再累也是天经地义的事儿。但实际上,很多动物根本不养育后代,生完娃就“拍屁股走人”。那么,究竟是谁最先开启了带娃的先河?


最近,《自然·生态与演化》杂志发表的一项研究就找到了这位伟大的母亲。在北美洲东岸的岛屿上,加拿大卡尔顿大学的古生物学家发现了一块3亿年前的珍贵化石。里面保存着蜥代龙类爬行动物抚育孩子的场景,被认为是世界上最古老的“养娃”证据,而它们也是目前已知最早开始养孩子的动物[1]


养孩子,是爬行动物祖先的祖传手艺?


要想了解养娃行为的起源历史,我们不妨先看看地球上哪些动物具有这类行为。如今,养娃最成功的莫过于哺乳动物和鸟类。此外,鳄鱼也会守着蛋窝,少数几种蜥蜴和蛇也有育幼行为,而某些恐龙甚至办过“幼儿园”[2]要说这几类动物有什么共同点,我们会发现,它们全都来自一个共同的祖先,而这要从3亿多年前的石炭纪说起。


那时的世界和今天很不一样,地面上横行霸道的都是凶猛的两栖动物、将近一米的巨虫。而在此时,最原始的爬行动物也诞生了。不久后,爬行动物就“分了家”:一支变成了传统的爬行动物,包括鳄鱼、蜥蜴,以及恐龙等等;另一支则成为“下孔类”爬行动物,它们逐渐褪去鳞片,长出了毛发,进化为哺乳动物和人类。


既然各种养娃能手原先都是同一个“大家族”走出来的后代,那么抚育后代的行为会不会是共同祖先留下来的“祖传手艺”呢


看孩子的鹦鹉嘴龙想象图 | Wikimedia Commons / Pavel Riha


鉴于这种家族渊源,古生物学家们盯上了石炭纪(2.9~3.6亿年前)的化石地层,希望在祖先那里找到养孩子行为的实物证据。但是,能体现动物行为的化石,是可遇不可求的。


首先,动物死亡后要被快速、安稳地掩埋才能形成化石,其次还需要父母在抚育子女时突然死亡,这样才能恰好定格养娃动作的瞬间。因此,我们不确定人类是否有这么好的运气,遇见亿万年前这机缘巧合的悲惨瞬间。但至少我们知道,全世界有个地方特产3亿年前的爬行动物,那里的地表有充分暴露的石炭纪地层,蕴藏着丰富的原始爬行动物化石,曾经诞生了林蜥、油页岩蜥、始祖单弓兽等重要物种,这个地方就是加拿大东南部的新斯科舍省(Nova Scotia)。说不定,最早学会带娃的爬行动物祖先也被埋在那儿呢?


研究团队在新斯科舍发现的化石 | 参考文献 [1]


果不其然,在众里寻他千百度之后,古生物学家们真的在新斯科舍找到了一块特别的化石标本。这化石乍一看貌不惊人,也就巴掌大小,只保留了一只爬行动物的后半截身子,包括普普通通的几枚脊椎和肋骨,加上大腿骨和腰部碎片。但细心的发现者还注意到了一些细节:在它的大腿骨附近居然还有个小脑袋!原来,这只爬行动物的身下还压着一只小小的幼崽。这刚好一大一小两只爬行动物保存在一起,是否就是我们苦苦搜寻的抚育后代的现场证据?考虑到它极为古老的年龄(距今3.05亿年前),如果真是那样的话,就意味着这块化石中趴着的就是目前已知最早开始养孩子的动物。不过别急,法医式的断案研究才刚刚开始。


新斯科舍位于北美洲东海岸(红色部分),是加拿大最小的省之一 | Wikimedia Commons / TUBS 


是家长、路人还是捕食者?


虽说成年动物和幼崽被埋在一起很可能反映了当时带孩子的场景,但说不定这是一只捕食者正在吃别人家孩子?或者是流水搬运碰巧把两只动物尸体挤在一起了呢?


欲知真相,我们需要仔细分析化石的内容。


一看骨骼结构:不论是成年个体的脊椎和肢体形态,还是幼崽的头骨和牙齿细节,都显示出它们属于蜥代龙类爬行动物,而且是一个从前不为人知的全新物种。大小个体表现出相似的解剖特征,更说明了二者应该是同一物种。所以说,这一大一小的组合就不可能是掠食者和它的剩饭了,更应该是老爸或老妈和孩子(因为无法鉴定性别,后文暂且默认是母子)。


二看埋藏状态:化石上各个骨骼完好地关联在生前的位置上,细节保存完好,就连最容易被打乱的腹部肋骨也整整齐齐。这说明化石是临死时的原位保存,并没有被水流搬运堆积,所以这一对母子在死亡的时候应该是生活在一起的,而不是“路人”的尸骨碰巧被流水冲刷挤在一起。


三看化石姿势:成年个体的尾部向前稍稍围拢,护住了幼崽,而且两具化石是在一截石松类树干中发现的,所以这个树洞很可能就是它们的巢穴。于是乎,研究者索性将这种爬行动物其命名为Dendromaia,意思是“在树洞里养娃的妈妈”。无独有偶,在这件化石发现之前,最早的养娃纪录保持者是在南非发现的Heleosaurus,它生活在距今约2.6亿年前的二叠纪。而Heleosaurus跟本次研究的主角们一样,也是一种蜥代龙类的爬行动物[3]。亲缘关系近的动物往往会具有相似的习性,这也从另一个角度佐证了最新发现的“树洞妈妈龙”确实会养育孩子。


石炭纪森林复原图 | Wikimedia Commons / Bibliographisches Institut 


蜥代龙类动物知名度不高,即便在冷门的古生物研究中也属于边边角角的角色。可是在最近,它们却得到了研究者的热捧。就在同期的《自然-生态与演化》杂志上,另外两位出色的古生物学家David Ford和Roger Benson对早期爬行动物的演化关系进行了详细梳理[4]。原先的学者认为蜥代龙类是下孔类的祖先,而下孔类是哺乳动物的祖先。但这两位科学家却发现,蜥代龙类应该属于无孔类爬行动物,即鳄类、龟类、蜥蜴和鸟类的共同祖先。无论是哺乳动物的前辈,还是现代爬行动物和鸟类的祖先,树洞妈妈龙的化石都在告诉我们:在原始的爬行动物中,养孩子的行为就已经出现了。而它也成为了最早养娃纪录的所有者,年代是距今3.05亿年前


最后,让我们重新还原一下3亿年前的事故现场。在石炭纪的加拿大森林中,高大的石松类植物遮天蔽日,中空的树干成为了很多动物的天然庇护所。作为哺乳动物的远祖,以树洞妈妈龙为代表的蜥代龙类动物也在树干中安了个小窝,精心抚育自己的孩子。不料灾难袭来,这对母子在巢穴里被掩埋。临死瞬间,妈妈还蜷曲着尾部,用身体掩护着幼崽。而它们的遗骸变成了化石,记录下石炭纪动物带孩子的历史。


3亿年后的今天,当化石重见天日之时,世界已完全变了模样。不过,当时萌芽的亲代温情,至今仍在世间流传。他们的自我牺牲,为子女们创造了更多的生存机会,也让自己的种族在危机四伏的环境中得以延续。


作者:王维

责编:Kamin

审稿:Yuki

排版:凝音

题图来源:图虫创意

参考文献:

[1] Marddin, H. C., Mann A., Hebert, B. Varanopid from the Carboniferous of Nova Scotia reveals evidence of parental care in amniotes. Nature Ecology and Evolution (2019).

[2] Meng, Q., Liu, J., Varricchio, D. J., Huang, T. & Gao, C. Parental care in an ornithischian dinosaur. Nature 431, 145–146 (2004).

[3] Botha-Brink, J. & Modesto, S. P. A mixed-age classed ‘pelycosaur’ aggregation

from South Africa: earliest evidence of parental care in amniotes? Proc. R. Soc. Lond. B 274, 2829–2834 (2007).

[4] Ford, D., P., Benson, R. B. J. The phylogeny of early amniotes and the affinities of Parareptilia and Varanopidae. Nature Ecology and Evolution (2019).


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