哺乳動物并不是第一種溫血動物

這種與冷血爬行動物的主要區別支撐了哺乳動物在全球幾乎所有生態系統中的生態優勢。直到現在，人們還不知道恒溫動物是何時起源于哺乳動物祖先的。包括來自南非約翰內斯堡金山大學(Wits University)的研究人員在內的一組國際科學家，在來自南非和全球各地的化石的內耳中發現了這一關鍵進化事件的確鑿證據。

一項新的研究表明，恒溫動物在大約2.33億年前出現在哺乳動物的祖先身上，遠遠早于哺乳動物的起源，后者發生在大約2億年前。

威茨大學進化研究所古生物學高級研究員Julien Benoit博士說:“這是第一次，我們能夠通過進化來追溯恒溫動物起源對我們前哺乳動物祖先骨骼解剖的直接影響。”“對于我們的研究領域來說，這是一個激動人心的時刻。”

內耳

內耳不僅是聽覺器官，也是平衡器官半規管的所在地。內耳的三個半規管在三維空間中定向，并充滿了隨著頭部移動而在管中流動的液體，并激活感受器，告訴大腦頭部和身體的確切三維位置。這種液體(稱為內淋巴)的黏度或流動性對平衡器官有效地檢測頭部旋轉和幫助平衡至關重要。

就像其他液體一樣，內淋巴的黏度會隨著體溫的變化而變化，就像一塊黃油在溫暖的鍋里從固體變成液體一樣。由于這種物理特性，內淋巴的黏度會隨著體溫的升高而改變。然而，這種粘度的變化不能任其發展，因為平衡器官會停止正常工作。內耳的半規管必須適應更高體溫帶來的新的黏性:它們必須改變幾何形狀。

這一發現的兩位主要作者——里卡多博士Araújo(里斯本大學)和羅曼·大衛博士(巴黎自然歷史博物館)——的關鍵直覺是，他們意識到這種半規管形狀的變化很容易通過化石來追溯地質時代。確定發生這種幾何變化的物種，將作為恒溫動物何時進化的準確指南:這是確定哺乳動物祖先何時從冷血動物過渡到溫血動物的確鑿證據。

“到目前為止，半規管通常被用來預測化石生物的運動。然而，通過仔細觀察它們的生物力學，我們發現我們也可以用它們來推斷體溫。這是因為，就像蜂蜜一樣，當溫度升高時，半規管內的液體會變得不那么粘稠，從而影響功能。因此，在向恒溫動物過渡的過程中，需要形態上的適應來保持最佳表現，我們可以在哺乳動物祖先中跟蹤它們，”自然歷史博物館博士后研究員、該論文的主要作者羅曼·大衛博士說。

卡魯化石的貢獻  

研究小組發現，大約2.33億年前，內耳道的幾何形狀適應了內淋巴黏度相對突然的變化，這表明哺乳動物祖先的整體體溫在這個時期變得更暖和了。

來自南非卡魯的化石在這一發現中發揮了關鍵作用，部分原因是在一百多年的研究中，卡魯時代的巖石產生了大量哺乳動物祖先的化石。

南非的化石提供了近1億年間生命進化的完整記錄，詳細地記錄了從爬行類動物(獸孔類動物)到哺乳動物的轉變。此外，由于當時卡魯島由于大陸漂移而更靠近南極，內耳的幾何形狀所暗示的更溫暖的體溫不可能是由于整體更溫暖的氣候。

伯努瓦說:“由于南非的平均氣候更冷，內耳液體粘度的變化只能是由哺乳動物祖先普遍更高的體溫引起的。”

利用先進的ct掃描技術和3D建模，研究人員能夠重建來自南非卡魯和世界其他地方的幾十個哺乳動物祖先的內耳，并設法準確指出哪些物種的內耳解剖結構與更溫暖的體溫一致，哪些物種的內耳解剖結構與更溫暖的體溫一致。

范式的改變  

到目前為止，人們普遍認為恒溫動物是在接近二疊紀-三疊紀界線的地方出現的，大約在2.52億年前，或者更接近2億年前哺乳動物的起源。新的研究結果表明，恒溫動物出現在大約2.33億年前的哺乳動物祖先身上。這一新發現與最近的研究結果一致，即許多通常與“哺乳動物”相關的特征，如胡須和皮毛，也比之前預期的進化得更早。更重要的是，這些結果支持向暖血性的進化過渡出乎意料地快。

里卡多博士說:“與目前的科學思維相反，我們的論文令人驚訝地表明，恒溫動物的獲得在地質術語中似乎發生得非常快，在不到100萬年的時間里。這不是一個漸進的、緩慢的過程，需要數千萬年的時間，而可能是由新的類似哺乳動物的代謝途徑和皮毛起源引發的。”

“哺乳動物恒溫動物的起源是古生物學最大的未解之謎之一，”美國菲爾德自然歷史博物館麥克阿瑟館長、該論文的高級作者Kenneth D. Angielczyk博士說。

“人們使用了許多不同的方法來試圖預測它最初的進化時間，但它們往往給出模糊或相互矛盾的結果。我們認為我們的方法顯示出了真正的希望，因為它已經在大量現代物種中得到驗證，這表明恒溫動物進化的時候，哺乳動物身體的許多其他特征也在進化。”