短喙针鼹(Tachyglossus aculeatus)，澳大利亚新南威尔士Budderoo国家公园。针鼹是单孔目动物，与胎盘类和有袋类动物一起是哺乳动物的三大主要类群之一。这个群体也包括鸭嘴兽。科学家们认为，单孔目动物在K-Pg小行星撞击地球之前是居住在地面的生物，在那之后仍然如此。图片来源:丹尼尔·j·菲尔德
6600万年前，一颗直径数英里的小行星撞击了地球，导致几乎所有的恐龙和地球上四分之三的植物和动物灭绝。
但一些生物存活了下来，包括某些老鼠大小的哺乳动物，这些哺乳动物后来进化成6000多种哺乳动物，现存于今天，包括人类。
为什么这些哺乳动物在白垩纪末期的毁灭性大灭绝中幸存下来，而其他哺乳动物却灭绝了?一项新的研究表明，由于希克苏鲁伯小行星撞击地球后全球森林遭到破坏，陆生和半树栖哺乳动物比树栖哺乳动物更能在这场大灾难中生存下来。
这种模式的一个可能的例外可能是最早的灵长类动物，它们很可能类似于现代的树鼩和狨猴。这项新研究的证据表明，尽管全球森林遭到砍伐，灵长类动物可能在大灭绝期间保持了一种树栖习性的能力。
这项哺乳动物研究于10月11日在线发表在《生态与进化》杂志上，是2018年一些作者对鸟类的研究的后续研究，他们在树上生活方面得出了类似的结论。这两篇论文都强调了白垩纪末期大灭绝的关键影响，也就是被称为K-Pg大灭绝，它塑造了今天脊椎动物的早期进化轨迹。
小行星的撞击引发了一场热脉冲，引发了全球森林大火。大量的碎片和煤烟被喷射到大气中，使地球降温，并可能遮挡阳光，同时酸雨倾盆而下。
“希克苏鲁伯小行星撞击地球对森林环境造成的大规模破坏可能影响了包括陆生哺乳动物在内的多个群体的进化轨迹。我们的发现与主要非树栖哺乳动物在这次大灭绝中幸存下来的假设一致，”这项新研究的共同作者、密歇根大学进化生物学家雅各布·贝尔夫说。
牛元帅贝尔夫是密歇根大学生态和进化生物学和古生物博物馆的生命科学研究员，也是2018年那篇鸟类论文的合著者。他研究的是系统学，包括建立和分析揭示生物之间关系的进化树。
在这项新的研究中，Berv和他的同事对现代哺乳动物的生态习性进行了统计分析，以确定它们的祖先是否更可能生活在树上，而不是生活在地面上，这一过程被称为祖先状态重建。这些分析表明——就像对鸟类的研究一样——在白垩纪末期的大灭绝中幸存下来的哺乳动物大多生活在地面或半树上。
然而，该研究的共同作者、哺乳动物学家、康奈尔大学的博士生乔纳森·休斯(Jonathan Hughes)说，尽管在鸟类中，选择对抗树栖生活的信号是强烈而明确的，但在哺乳动物中却不太清楚。
例如，研究人员一直发现，包括早期灵长类动物、树鼩和滑翔哺乳动物飞鼯猴在内的Euarchonta群体，在物种灭绝事件及其后果中保持了它们的树上生活习惯。
乌干达基巴莱国家公园的一只黑猩猩(类人猿)。这项新研究的证据表明，灵长目动物可能在6600万年前的大灭绝中保持了一种树栖习性，尽管全球森林遭到砍伐。图片来源:丹尼尔·j·菲尔德
休斯说:“在我们的分析中，我们将灵长类祖先重构为树栖动物，我相信我们是第一个提出灵长类动物可能在K-Pg灭绝期间维持树栖生活的人。”“这一发现的一种解释可能是森林避难所:某些环境，如沼泽，不太容易受到全面砍伐。
“另一个可能的答案是，这些早期灵长类动物的行为足够灵活，即使没有树木也能生存。如果它们保留了它们的树上适应能力，那么它们可能是森林恢复后第一批回到树上的哺乳动物。”
现代灵长类动物被假设在面对快速的环境变化时具有弹性，这是由于它们的社交能力、认知能力、饮食和火车头的灵活性。据这项新研究的作者说，至少其中的一些特征和其他特征——比如杂食动物和小体型——“可能有助于在白垩纪末期面对森林毁灭的灵长类群体的代表们的生存。”
来自新研究中一些模型的证据也表明，早期有袋动物可能通过K-Pg边界保持了在树上居住的能力。
弗吉尼亚负鼠(Didelphis virginiana)，克罗坦国家森林，北卡罗来纳州。根据这项新的研究，负鼠是一种有袋类动物，它可能保留了K-Pg影响时期的一些半树栖特征。在6600万年前的那次撞击之后，有袋类动物遭受了最严重的多样性损失和最长的恢复时间。它们在北美几乎被消灭，如今主要分布在澳大利亚、塔斯马尼亚和新几内亚。图片来源:丹尼尔·j·菲尔德
有袋动物是指今天的哺乳动物，包括袋鼠、袋熊、bandicoots、负鼠和相关的动物，它们没有真正的胎盘，而且通常在雌性的腹部有一个袋子。在K-Pg的影响之后，它们遭受了一些最大的多样性损失和最长的恢复时间:它们几乎完全从北美灭绝，今天主要在澳大利亚、塔斯马尼亚和新几内亚发现。
如意辅助树懒和它们最近的亲戚，食蚁兽和犰狳，是一群哺乳动物的一个例子，在K-Pg物种灭绝后，它们开始多样化，并逐渐成为树栖动物。
根据这项新研究，灵长类动物、有袋动物和树懒可能是森林恢复后最早回到树上的动物。作者说，这些生物“可能在K-Pg边界保留了一种树栖习性的能力，随着这些栖息地的恢复，可能已经适应了相对较快地利用树栖环境。”
相比之下，晚来的树栖动物，如睡鼠、树松鼠和蝙蝠，在很长一段时间内都独立地获得了树栖习性，直到新生代，也就是从6600万年前K-Pg撞击后开始的地质时代。
阿尔伯塔省卡尔加里的一种美洲红松鼠(Tamiasciurus hudsonicus)。今天的大多数树栖哺乳动物，比如红松鼠，起源于6600万年前的小行星撞击地球，那次撞击摧毁了世界各地的森林。一项新的研究表明，陆生和半树栖哺乳动物在这次事件中生存得更好。图片来源:丹尼金鲨银鲨游尔·j·菲尔德
该研究的作者警告说，K-Pg灭绝时期以及之后100万年保存完好的哺乳动物化石极其罕见，通常是碎片。他们写道，与之前关于鸟类的论文的发现不同，这些发现得到了系统发育和化石证据的强烈支持，“在没有额外的化石证据的情况下，对K-Pg跨界哺乳动物的选择模式的明确评估仍然是难以实现的。”
“这个时期的化石记录相当稀少，”Berv说。“我们使用的统计模型做出了最好的猜测，但不确定性仍然很大。在没有直接化石证据的情况下，我们的结论取决于我们假设的准确性。”
哺乳动物研究采用了2018年鸟类研究论文中没有使用的两种新方法。首先，研究人员不是简单地模拟哺乳动物在树栖、半树栖和非树栖状态之间的过渡，而是观察这些过渡的频率随时间的变化。他们的数据显示，与K-Pg边界相关的这些转变的频率出现了一个很大的峰值。
其次，他们没有在单一的“最佳”进化树上进行模拟，而是在一组1000棵可信的进化树上进行了模拟——仍然发现了非树栖哺乳动物在灭绝中幸存下来的强烈信号。
《生态与进化》论文的其他作者是剑桥大学的丹尼尔·菲尔德、纽约城市大学的斯蒂芬·切斯特和耶鲁大学的埃里克·萨尔吉斯。Berv的工作得到了美国国家科学基金会和密歇根生命科学研究员的支持。