Utvecklingen av de första däggdjur

Fråga den genomsnittliga personen på gatan, och han eller hon kan gissa att den första däggdjur uppträdde inte på scenen förrän efter att dinosaurierna utplånades för 65 miljoner år sedan, och dessutom att de sista dinosaurierna utvecklades till de första däggdjur. Sanningen är dock mycket annorlunda. Faktum är att de första däggdjur utvecklades från en population av ryggradsdjur som kallas therapsids (däggdjursliknande reptiler) i slutet av triasperioden och samexisterade med dinosaurier under hela den mesozoiska eran. Men en del av det här folket har ett sanningskorn. Det var först efter att dinosaurierna gick kaput som däggdjur kunde utvecklas utöver deras små, skällande, musliknande former till de allmänt specialiserade arter som befolkar världen idag.

Dessa populära missuppfattningar om däggdjur från den mesozoiska eran är lätta att förklara. Vetenskapligt sett tenderade dinosaurier att vara mycket, mycket stora och tidiga däggdjur tenderade att vara väldigt, väldigt små. Med ett par undantag var de första däggdjur små, olyckliga varelser, sällan mer än några tum långa och några uns i vikt, ungefär i nivå med moderna skruvar. Tack vare deras låga profiler kunde dessa svårt att se critters äta på insekter och små reptiler (som är större)

Innan man diskuterar hur de första däggdjuren utvecklats är det bra att definiera vad som skiljer däggdjur från andra djur, särskilt reptiler. Kvinnliga däggdjur har mjölkproducerande mjölkkörtlar med vilka de ammar. Alla däggdjur har hår eller päls under åtminstone ett skede av sin livscykel, och alla är utrustade med varmblodiga (endotermiska) metabolismer. När det gäller fossilprotokollet, kan paleontologer skilja förfäderens däggdjur från förfädernas reptiler med formen på deras skalle och nackben samt förekomsten av två små ben i däggdjur hos däggdjur (i reptiler utgör dessa ben en del av käke).

Som nämnts ovan utvecklades de första däggdjurna mot slutet av triasperioden från en population av therapsids, de "däggdjursliknande reptilerna" som uppstod tidigt Permian period och producerade sådana okannligt däggdjursliknande djur som thrinaxodon och cynognathus. När de försvann under mitten av jura, hade vissa therapsids utvecklats proto-däggdjursdrag (päls, kalla näsor, varmblodiga ämnesomsättningar, och möjligen till och med levande födelse) som utarbetades ytterligare av deras ättlingar till den senare Mesozoiken Epok.

Som ni kan föreställa er har paleontologer svårt att skilja mellan de sista, högutvecklade therapsiderna och de första, nyutvecklade däggdjur. Sen triasiska ryggradsdjur som Eozostrodon, Megazostrodon och Sinoconodon verkar ha varit mellanliggande "saknade länkar" mellan therapsids och däggdjur, och till och med tidigt Jurassperiod, Oligokyphus hade reptilianör och kävben samtidigt som det visade alla andra tecken (råtta-liknande tänder, vanan att amma sina unga) att vara en däggdjur. Om detta verkar förvirrande, kom ihåg att den moderna platypusen klassificeras som ett däggdjur, även om den lägger reptilian, mjukt skalade ägg snarare än att föda levande unga!

Det mest utmärkande med däggdjur från den mesozoiska eran är hur små de var. Även om några av deras therapsider förfäder uppnådde respektabla storlekar. Till exempel var den sena Permian Biarmosuchus ungefär storleken på en stor hund. Mycket få tidiga däggdjur var större än möss av ett enkelt skäl: dinosaurier hade redan blivit de dominerande markdjur på jorden.

De enda ekologiska nischer som är öppna för de första däggdjuren innebar a) livnär sig av växter, insekter och små ödlor, b) jagar på natten (när rovdinosaurier var mindre aktiva), och c) levde högt upp i träd eller under jord, i hålor. Eomaia, från den tidiga kritanperioden, och Cimolestes, från den sena kritanperioden, var ganska typisk i detta avseende.

Det betyder inte att alla tidiga däggdjur strävade efter samma livsstil. Till exempel hade den nordamerikanska Fruitafossor en spetsig nos och mullliknande klor, som den brukade gräva efter insekter. Och den sena Jurassic Castorocauda byggdes för en semi-marin livsstil med sin långa, bäverliknande svans och hydrodynamiska armar och ben. Den kanske mest spektakulära avvikelsen från den grundläggande mesozoiska däggdjurskroppsplanen var Repenomamus, en tre fot lång, 25 pund köttätare som är det enda däggdjur som är känt för att ha matat på dinosaurier (ett fossiliserat exemplar av Repenomamus har hittats med resterna av en Psittacosaurus i magen).

Nyligen upptäckte paleontologer avgörande fossila bevis för den första viktiga splittringen i däggdjurens släktträd, den mellan mödrar och pungdjur. Tekniskt sett kallas de första, pungdjurliknande däggdjur från den sena triasperioden metatherians. Från dessa utvecklades eutherierna, som senare förgrenades till placentdjur. Typexemplet av Juramaia, "Jurassic modern", är från ungefär 160 miljoner år sedan och demonstrerar att den metatherian / eutherian splittringen inträffade minst 35 miljoner år innan forskare tidigare hade gjort beräknad.

Ironiskt nog gjorde samma egenskaper som hjälpte däggdjur att upprätthålla en låg profil under den mesozoiska eran också de att överleva K / T Extinction Event som dömde dinosaurierna. Som vi nu vet, producerade den jätte meteorpåverkan för 65 miljoner år sedan en slags "kärnvinter", vilket förstörde det mesta av den vegetation som upprätthöll växtätande dinosaurier, som själva upprätthöll köttätande dinosaurier som ropade på dem. På grund av deras lilla storlek kunde tidiga däggdjur överleva på mycket mindre mat och deras pälsrockar (och VARMBLODIG ämnesomsättningar) hjälpte till att hålla dem varma i en tid då de kollapsade globala temperaturer.

Med dinosaurierna ur vägen, Cenozoic era var en objektlektion i konvergent evolution: däggdjur var fria att stråla ut i öppna ekologiska nischer, i många fall de tog den allmänna "formen" av sina dinosauriförgångar. Giraffer, som du kanske har lagt märke till, är kusligt likadana i kroppsplanen som gamla sauropoder som Brachiosaurusoch andra däggdjurs megafauna följde liknande evolutionära vägar. Viktigast, ur vårt perspektiv, tidiga primater som Purgatorius stod fritt att multiplicera och befolkade grenen av det evolutionära trädet som så småningom ledde till moderna människor.