早期哺乳动物与侏罗纪时期的生长和发育模式有什么不同？伦敦大学女王玛丽学院和波恩大学的研究人员对此进行了探讨。通过研究化石化的牙根生长环，古生物学家能够估算这些古老生物的寿命、成长速度，以及它们达到性成熟的年龄。研究结果已发表在期刊科学进展上。
“这是我们第一次能够以空前的细节重建这些早期哺乳动物的生长模式，”主要作者伊利斯·纽汉博士表示，他在进行本研究时是波恩大学的亚历山大·冯·洪堡研究员，同时也是伦敦大学女王玛丽学院的博士后研究员，直到2024年3月31日。
研究团队检查了来自早至晚侏罗纪时期（2亿到1.5亿年前）哺乳动物物种的化石牙根，所采集的样本来自三个不同地点。在威尔士发现的化石是已知最早的侏罗纪早期哺乳动物前体之一，而在英国牛津郡发现的化石则代表了当时共存的多种早期哺乳动物。来自葡萄牙的第三组化石则追溯至晚侏罗纪时期。
化石牙根的X射线成像
研究人员采用了同步辐射X射线断层成像，这是一种高端成像技术，可以将电子加速到接近光速，而不是依赖传统的X射线成像方法。这种方法具有多个优点，包括无需切割化石即可进行分析。此外，使用同步辐射X射线断层成像获得的图像质量超过了传统的X射线微断层成像。
研究团队能够在化石化的根水泥中可视化微小的生长环——连接牙齿与下颌的骨性材料。“这些环类似于树木中看到的环，但要小得多，”来自波恩大学有机生物学研究所脊椎动物-哺乳动物组的托马斯·马丁教授（论文的资深作者）解释道。“通过计算这些环的数量并评估其厚度和质地，我们可以推断出这些早已灭绝物种的生长模式和寿命。”
研究人员发现，现代哺乳动物典型的生长模式的最早迹象，如青春期显著的生长突增，大约在1.5亿年前开始出现。这些早期哺乳动物的生长速度较慢，但寿命却比今天的小型哺乳动物长得多，平均寿命约为8到14年，而现代老鼠的寿命通常仅为1到2年。此外，这些早期哺乳动物达到性成熟需要数年时间，而现代同类在几个月内就能成熟。
“我们的研究表明，哺乳动物独特的生命历史特征，即较高的代谢率和延长的育幼阶段，可能是在数百万年中逐步发展而来的，”伊利斯·纽汉博士指出。“侏罗纪时期似乎是这些进化变化的关键时期。”
合作与资金支持
本研究不仅与伦敦大学女王玛丽学院和波恩大学合作，还与赫尔辛基大学、芬兰地质调查局、自然历史博物馆（英国）、赫尔大学（英国）、欧洲同步辐射中心（法国）、南安普敦大学（英国）、整骨医学学院（美国）、布里斯托大学（英国）和爱丁堡大学（英国）合作。
该研究获得多方资金支持，包括来自欧洲共同体第七框架计划、工程与物理科学研究委员会奖学金、授予伊利斯·纽汉博士的亚历山大·冯·洪堡研究奖学金，以及保罗·谢尔研究所、芬兰科学院、银杏投资有限公司和“抗关节炎”23115号拨款的支持。
