蝙蝠是全球生态系统的重要参与者,为植物授粉、传播种子并捕食大量昆虫。犰狳是地球历史上飞行脊椎动物的三个属之一,如今生活着 1,500 多种犰狳。但它们的进化史一直让科学家们感到有些困惑。
有史以来最大的基因组和化石组合现在正在揭示一些线索。研究结果表明,这些会飞的哺乳动物最早出现在大约 6500 万年前的欧洲,在恐龙大灭绝之后,它们才扩散到世界各地,而不是像之前认为的那样出现在北美、亚洲和非洲。
研究人员收集了迄今为止最大的高分辨率基因组集合,涵盖代表所有 21 个公认猫科的 103 个物种。他们将这些信息与对 44 种蝙蝠化石的分析相结合,揭示了它们的进化历史并生成了蝙蝠家谱。
他们还得出结论,就像飞行一样,回声定位(许多蝙蝠用来在黑暗中导航并捕捉飞行猎物的生物声纳系统)是在蝙蝠进化初期进化的。
苏格兰圣安德鲁斯大学生物学教授、本周苏格兰研究的负责人之一索尼娅·凡尔内斯 (Sonia Vernes) 表示:“我认为,飞行和回声定位为它们进入新的地方提供了最令人惊奇的机会——在夜间狩猎,那时竞争较少,捕食者也较少。飞行将它们带到空中。回声定位使它们能够主宰夜晚。”
该研究的领导者之一、都柏林大学学院动物学教授艾玛·蒂林(Emma Teeling)说:“回声定位使蝙蝠基本上可以在夜间活动,而不是与鸟类竞争或捕食昼间鸟类。”
研究表明,蝙蝠在 6600 万年前小行星撞击地球约 100 万年后首次出现在欧洲,这场灾难导致哺乳动物成为陆地上的主要动物。该研究的负责人之一、纽约州立大学石溪分校的进化生物学家莉莉安娜·达瓦洛斯 (Liliana Davalos) 表示,蝙蝠相对较早抵达非洲,使这两个大陆成为早期蝙蝠进化的中心。
南极洲是唯一没有蝙蝠生活过的大陆。它们现在占世界哺乳动物种类的五分之一以上。
已知最古老的蝙蝠化石可以追溯到大约 5200 万年前。基因组和解剖数据有助于确定蝙蝠的起源。
蝙蝠是唯一能够实现动力飞行的哺乳动物,与翼龙和鸟类等飞行爬行动物一起成为唯一的脊椎动物。鸟类在小行星撞击中幸存下来,但翼龙却不能。翼龙的灭绝可能为新一代飞行脊椎动物开辟了生态位。
与鸟类和翼龙的翅膀不同,蝙蝠的翅膀是经过改良的前肢,具有非常长的脚趾,可以支撑大片皮肤膜。
蝙蝠的祖先长什么样子至今仍是个谜。
“我们不确定,但我认为它们就像手指很长的树蝠。这只是猜测,因为所有最古老的化石看起来都像现代蝙蝠,”蒂林说。
印度一座寺庙内,果蝠栖息在树枝上 路透社
目前还不清楚是飞行先出现还是回声定位先出现。蝙蝠利用回声定位通过发出高频超声波并聆听从物体反射回来的回声来绘制周围环境的地图。这种能力可以在基于解剖学特征的化石中看到,例如扩大的耳蜗和特殊的中耳结构。
“我们最古老的蝙蝠化石表明它们具有飞行和回声定位能力,但这并不能回答这个问题。我们需要找到最古老的‘蝙蝠’或过渡化石,看看它们是否具有表明飞行或回声定位能力的解剖学特征,”蒂林说。
许多种类的蝙蝠表现出显着的抗病能力,并且相对于它们的体型来说寿命非常长。该研究为研究这些性状的遗传基础奠定了基础。
“这项工作最终可能会为人类对衰老、免疫和抗病能力的研究提供信息,”蒂林说。
今天的蝙蝠有多种形状和大小,有不同的饮食和生活方式。最大的是金冠金冠飞狐,翼展为 5.5 英尺(1.7 米)。最小的是泰国和缅甸的大黄蜂,翼展约5英寸(13厘米)。
许多蝙蝠是食虫动物。其他蝙蝠则以水果、花蜜、鱼为食,而臭名昭著的是吸血蝙蝠则以血液为食。
数量惊人,包括马蹄蝠、叶鼻蝠、鼠尾蝠、三叉戟蝠、鬼蝠、胡须蝠、吸盘足蝠、锤头蝠和中国锤头蝠。
“蝙蝠总是让我们感到惊讶。它们是进化论中最伟大的实验之一,”凡尔纳说。