蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

灰蝙蝠和什麼寵物融合

作為哺乳動物中唯一的空軍,蝙蝠相當獨特,它的祖先是什麼動物呢?有人說蝙蝠是老鼠進化來的,也有人說它是中生代翼龍的後裔,這些都是謠言。有這樣一種說法,目前蝙蝠的直系祖先還沒有發現,因此猜測是老鼠或者翼龍也情有可原。事實上,

蝙蝠演化雖然細節不清楚,但總體路線是明確的,現有科學發現已經足夠否定老鼠起源說或翼龍起源說了

,作為科普作者,應明確對這些錯誤說法說不。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

網紅蝙蝠:白靈蝠

萬獸之母

蝙蝠、老鼠以及今天在陸地上行走的絕大多數動物,包括我們人類,都屬於哺乳動物的真獸下綱。

大家的共同祖先,都是原始的真獸下綱動物。

哺乳動物起源於距今2。25億年前的晚三疊紀,而真獸下綱出現於大約1億至9000萬年前。今天的哺乳動物只有原獸(鴨嘴獸)、後獸(有袋類)和真獸三個下綱,而在中生代,下綱一級的分類群至少有15個,真獸下綱是其中存在感很低的一個類群,多樣性和豐度都非常小。

原先認為最早的真獸是

始祖獸

,產於我國遼寧省早白堊紀(1。25億年前)的義縣組。這是一種鼩鼱大小的動物,擅長在樹枝上攀爬,約16釐米長、20克重。然而最新研究將它歸於北方磨楔齒獸類(一類原始獸類,是後獸和真獸的共同祖先)的基礎類群,這意味著它比有袋類還要原始,只是我們的旁系遠親。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

萬獸之母:中華侏羅獸

2009年在遼寧建昌出土的

中華侏羅獸

,名字含義為“來自侏羅紀的母親”,生活年代距今有1。6億年。始祖獸這個“萬獸之祖”名不副實,中華侏羅獸則可能接近真正的“萬獸之母”。它雖然也被歸於北方磨楔齒獸類,但牙齒已經表現出真獸類的進步性特徵,

處在從北方磨楔齒獸到真獸進化的過渡階段

中華侏羅獸的標本是一件頭骨及身體前半部,

估計體長不足10釐米,僅重13克

。完整的前肢顯示出抓握型的前爪(趾骨長,爪強烈彎曲),證明它擅長爬樹。從牙齒形態看,它以昆蟲為主食。

可以肯定,

蝙蝠、老鼠以及人類等所有現代真獸的共同遠祖,就是類似於

侏羅獸

這樣的動物

。單從長相上看確實有些形似老鼠,但解剖結構肯定完全不同。只能說蝙蝠祖先是長得有點像老鼠(實際上更像鼩鼱)的原始真獸,但絕非今天的老鼠。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

鼩鼱可能是外形最接近真獸祖先的現生動物

有人說蝙蝠是非常古老的動物,曾和恐龍生活在一起,這是訛傳。我們從未

在中生代發現過任何蝙蝠化石

,也沒有發現可能是蝙蝠直系近祖的動物。以前有研究稱,現代哺乳綱主要的目,包括蝙蝠的翼手目,起源於距今8000萬年前的白堊紀晚期。即使該論斷是對的,也只能說明蝙蝠祖先在恐龍時代就與其他哺乳動物分家了,並不能證明它已經進化成蝙蝠了。

更何況,最新的研究仔細校對了化石記錄和分子鐘,確定

現今哺乳綱各目均起源於恐龍滅絕以後2000萬年內

。因此,恐龍時代是不可能有蝙蝠的。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

德克薩斯漫天飛舞的巴西犬吻蝠,恐龍時代是沒有這種景觀的

分道揚鑣

距今6600萬年前,長期以來壓制哺乳動物發展的恐龍忽然滅絕了,很多哺乳動物也在這場大災難中遭到重創,真獸卻損失很小(僅14%)。這可能得益於真獸在中生代的低調,它們體型大都很小,小動物更容易在世界末日存活。真獸類由此進入自己的高光時刻,迅速填補恐龍留下的生態龕位,蝙蝠以及老鼠都是這時才出現的。

真獸下綱分別以北方勞亞大陸(今亞、歐、北美)和南方的岡瓦那大陸(今非洲、南美、澳大利亞、南極)為中心,

分化成兩大類群,即北方獸類和大西洋獸類

。北方獸類進一步分化為靈長齧齒總目和勞亞獸總目。顧名思義,靈長齧齒總目就是由人類所在的靈長目和老鼠所在的齧齒目共同組成的。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

哺乳動物系統發育圖

勞亞獸總目是現存哺乳綱最大的一個類群,分食蟲目、翼手目、猛獸大目(食肉目、鱗甲目)和有蹄大目

透過哺乳類系統發育圖,我們能清楚看到,

蝙蝠和老鼠是恐龍滅絕後分家的,它們是平行演化的關係,老鼠是變不成蝙蝠的

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

松鼠:屬於齧齒目

開枝散葉

直到新生代,蝙蝠的直系祖先仍保持了最原始的面貌,體型小,夜間活動,樹棲,食蟲。

新生代早期氣候非常溫暖,隨著距今5600萬年前“古新世—始新世極熱事件”的來臨,蝙蝠的演化迎來了新的機遇。當時

飛行昆蟲特別繁盛,蝙蝠為了取食飛蟲開始在樹與樹之間跳躍,為適應這種新的生活方式,飛行能力應運而生

2003年,在美國懷俄明州綠河組

距今5220萬年前早始新世

地層中,研究人員發現了兩類特別重要的早期蝙蝠,它們是

伊神蝠和爪蝠

。它們都已經

表現出飛行的關鍵特徵

,如前臂的橈骨和尺骨融合,前趾2~5伸展用以支撐皮膜覆蓋。

伊神蝠和爪蝠又都表現出一些祖徵,如尾巴較長、後肢較發達,適應在樹上攀援生活;今天的蝙蝠後腿是無力的,落了地只能像風颳起的破傘一樣爬行和翻滾。此外,伊神蝠和爪蝠的翅膀較為短、窄,飛得沒有現代蝙蝠快,可能交替進行飛行和滑翔。

這些發現有力證明了蝙蝠的祖先為樹棲,蝙蝠的飛行源自從樹上降落。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

食指伊神蝠:體長14釐米,翼展37釐米

伊神蝠嘴裡的牙齒相對不那麼特化,更像今天的鼩鼱,說明蝙蝠在當時就是吃蟲子的,但吃的蟲子種類更寬泛。而爪蝠更原始,它的前趾較短,五趾均還保留著爪,現代蝙蝠至多隻有兩個爪子。伊神蝠和爪蝠的化石不僅見於美國,還見於歐洲甚至印度西部,說明這兩個屬的蝙蝠在早始新世非常繁盛。

蝙蝠從咽喉部發出超聲波,耳朵聽到回聲後在大腦裡建立起周圍環境的聲波圖,從而在黑夜中發現獵物,躲開障礙物,以適應夜間飛行生活,這就是

回聲定位

能力。伊神蝠和爪蝠的關鍵區別是,伊神蝠耳蝸增大,聽小骨和舌骨也有相應特化,證明它已經進化出回聲定位能力了。而爪蝠沒有這些特徵,它還不會回聲定位。這說明

蝙蝠飛行的進化在回聲定位之前

傳統上將蝙蝠分為兩個亞目:小翼手亞目和大翼手亞目。

小翼手亞目,即常規的小型食蟲蝙蝠,體型小,大多以飛蟲為食,具備回聲定位能力。大翼手亞目,即果蝠,又叫狐蝠,體型大,以水果和花蜜為食,大腦較發達,不具備回聲定位能力。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

成群的果蝠倒掛在樹枝上休息

然而

最近的DNA分析

顯示,屬於小蝙蝠的菊頭蝠超科(包括菊頭蝠、假吸血蝠等五科),與果蝠的親緣關係比與其他小蝙蝠要近,大翼手、小翼手兩個亞目旋即取消,取而代之的是陰翼手、陽翼手兩個亞目。

陰翼手亞目包括果蝠科和菊頭蝠超科,陽翼手亞目則包括其他所有蝙蝠。

陰蝙蝠和陽蝙蝠分化於距今約5000萬年的始新世早期

,正是伊神蝠和爪蝠興盛的時期。回聲定位能力在蝙蝠演化史上到底發生了一次還是兩次,至今仍存有爭議。有學者認為,陽蝙蝠和菊頭蝠超科各自獨自進化出了回聲定位能力。還有學者認為,回聲定位只在早期蝙蝠中起源了一次,後在果蝠中消失了。伊神蝠可能是現代蝙蝠直系祖先的近親,而爪蝠應該只是旁系遠親,今天已經沒有活著的後代了。

蝙蝠的骨架纖弱,不易形成化石,現存蝙蝠中只有12%的屬發現過化石,因此我們對蝙蝠各科、屬的演化尚沒有完全搞清楚,經過5000多萬年的演化,

現今的蝙蝠已經是有1200多個種的龐大家族了

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

翼手目系統發育關係

趨同進化

有些人喜歡把蝙蝠和翼龍扯上關係,說蝙蝠是翼龍的後代,實際上它們八竿子打不著。

翼龍是恐龍的姐妹群

,與恐龍同屬鳥頸總目。它的生存年代和恐龍(非鳥恐龍)也幾乎一致,都是從距今2。3億年直到6600萬年前。

翼龍在中生代末年全部滅絕了,沒有留下一個活著的後代。

蝙蝠和翼龍都有皮膜狀的翅膀,稱為膜翼,這種現象叫做

趨同進化

蝙蝠和翼龍的膜翼看起來相似,實際上是不同源的。

它們的皮膜都是由翼骨和身體共同支撐的,但

翼龍的翼骨是由單一的前趾4演變而來的,蝙蝠的翼骨卻是前趾2~5共同組成的

。總的來說,翼龍飛得比蝙蝠慢,操縱性比不上蝙蝠,它的膜翼也更脆弱一些。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

風神翼龍,翼展可達10米,有史以來最大的飛行動物

翼龍和蝙蝠的地面能力也有很大差別。

蝙蝠後腿已經完全失去支撐能力了

,在地面上只能撲騰,而翼龍仍可以四足著地行走。

翼龍可以原地彈射式起飛

,蝙蝠只能倒掛在樹枝上,藉助重力自然墜入飛行狀態。

翼龍滅絕以後,鳥類獨霸天空。很多哺乳動物想過飛上天(如皮翼目的鼯猴),但最終只有蝙蝠成功了。鳥類是恐龍的後代,從這一意義上來說,它們就是還活著的恐龍。今天的蝙蝠和鳥類就像它們一億年前的祖先一樣,依舊是“恐龍”管白天,哺乳動物管夜晚。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

​翼龍和蝙蝠的系統發育位置對比

保守&成功的進化

蝙蝠和老鼠是兩類平行進化的哺乳動物,它們之間並無直接演化關係。大家覺得它倆長得像,包括體型嬌小,五官形似,同樣的小短腿和細長尾巴等,這些其實都是原始真獸的祖徵。

蝙蝠和老鼠在外貌上的進化都比較保守,保留了更多祖徵。

與它們相比,其他哺乳類包括人類都進化得太激進了,已經與祖先長得完全不同。

透過對化石上殘留的黑色素進行分析,距今5000萬年的古蝠和爪蝠體色都是紅棕色的,與今天的蝙蝠一樣。產自德國梅塞爾組的古蝠胃內發現了蝴蝶和甲殼蟲的殘骸,它們當時就在追逐飛蟲了。而同樣是5000萬年前,鯨的祖先還是狗一樣大的陸地動物,大象的祖先只有5千克。

蝙蝠的祖先是什麼動物?不是老鼠,也不是翼龍

古蝠屬,約4900萬年前生活在德國,已經與現生食蟲蝙蝠很相似了

生活在3200萬年前的始祖蝠,骨骼結構就幾乎與今天的小型食蟲蝙蝠一模一樣了。而貓、鬣狗、果子狸和獴這些動物在今天看來千差萬別,在當時還是一種動物呢。舉這幾個例子做下對比,讀者就明白蝙蝠的進化有多麼保守了。

蝙蝠的進化為什麼那麼保守呢?在這一億多年裡,

蝙蝠主要就學會了兩件事,一是飛,二是回聲定位

。這是相當成功的兩項進化,

大大加強了蝙蝠的覓食和避敵效率

,使蝙蝠無需做太多改變就能很好適應環境。今天,蝙蝠物種數目佔哺乳動物總數的1/4,為僅次於老鼠的哺乳綱第二大家族。

蝙蝠和老鼠進化的保守,正是因為它們進化的成功。

此外,鳥類比蝙蝠早飛上天一億多年,有先發優勢。較大飛行動物的生態位基本被鳥類佔滿了,大大限制了蝙蝠的發展,這是蝙蝠進化保守的重要外因。