华盛顿大学 昏睡状态下水龙的生命恢复
信用:水晶心 冬眠是当今地球上一个熟悉的特征
许多动物——尤其是那些生活在极地附近或内部的动物——冬眠以度过艰难的冬季，那时食物短缺，气温下降，白天黑暗
根据新的研究，这种适应有很长的历史
在八月发表的一篇论文中
在《通讯生物学》杂志上，华盛顿大学及其伯克自然历史和文化博物馆的科学家报告了大约2.5亿年前的早三叠世，生活在南极洲的一只动物处于冬眠状态的证据
这种生物是水龙属的一员，是哺乳动物的远亲
像今天一样，在水龙时期的南极洲主要位于南极圈内，并且每年冬天都会经历长时间没有阳光照射
这些化石是脊椎动物冬眠状态的最古老证据，表明即使在哺乳动物和恐龙进化之前，脊椎动物就出现了冬眠——冬眠和类似状态的统称，在这种状态下，动物会暂时降低新陈代谢率以度过整个季节
“生活在两极或两极附近的动物总是不得不应对那里更极端的环境，”第一作者梅根·惠特尼说，他是哈佛大学的博士后研究员，作为UW生物学博士生进行了这项研究
“这些初步发现表明，进入类似冬眠的状态并不是一种相对较新的适应方式
这是一个古老的
" 水龙生活在地球历史上的一个活跃时期，在二叠纪末地球最大规模灭绝之前出现，当时灭绝了陆地上大约70%的脊椎动物物种，并以某种方式幸存下来
这些粗壮的四条腿的觅食者又活了500万年，进入了随后的三叠纪，并遍布地球当时唯一的大陆盘古大陆，包括现在的南极洲
这是南极水龙化石象牙的薄片，显示了生长环中沉积的牙质层
象牙向内生长，最老的一层在边缘，最年轻的一层在中心附近，那里可能是牙髓腔
右上角是图层的特写视图，白色条突出显示了一个指示类似休眠状态的区域
比例尺为1毫米
荣誉:梅根·惠特尼/克里斯蒂安·西多尔 合著者之一、UW生物学教授、伯克博物馆古脊椎动物馆长克里斯蒂安·西多尔说:“水龙在二叠纪末期大灭绝中幸存下来，并在三叠纪早期有如此广泛的活动范围，这一事实使它们成为一个非常好的研究群体，有助于理解生存和适应。”
古生物学家今天在印度、中国、俄罗斯、非洲部分地区和南极洲发现了水龙化石
惠特尼说，这些矮胖、短粗的生物——大多数大约有猪那么大，但有些长到6到8英尺长——没有牙齿，但上颚有一对长牙，它们可能用来在地面植被中觅食，挖掘根和块茎
这些象牙使惠特尼和西多尔的研究成为可能
像大象一样，水龙的长牙贯穿它们的一生
象牙化石的横截面可以包含新陈代谢、生长和压力或紧张的生活史信息
惠特尼和西多比较了六只南极水龙和四只南非水龙的象牙横截面
一张早三叠世的盘古地图，显示了本研究中南极(蓝色)和南非(橙色)水龙种群的位置
荣誉:梅根·惠特尼/克里斯蒂安·西多尔 追溯到三叠纪，南极洲的采集点位于南纬72度，在南极圈内66度
南纬3度
南非的采集点在三叠纪时位于北纬58-61度，在南极圈之外，向北550多英里
这两个地区的象牙显示出相似的生长模式，牙质层像年轮一样呈同心圆状沉积
但是南极化石有一个在更北的象牙中罕见或缺乏的附加特征:紧密间隔的厚环，根据研究人员的说法，这可能表明由于长时间的压力，沉积较少的时期
惠特尼说:“我们能找到的与我们在南极水龙獠牙上观察到的‘应激标记’最接近的类似物是某些现代动物牙齿上与冬眠有关的应激标记。”
在这张南非水龙象牙化石的薄片照片中，黑色箭头显示了一层层的牙质沉积，没有冬眠状态的迹象
比例尺为0
1毫米
荣誉:梅根·惠特尼/克里斯蒂安·西多尔 研究人员不能肯定地得出结论，水龙经历了真正的冬眠——这是一种特定的、长达数周的新陈代谢、体温和活动的减少
根据西多尔的说法，这种压力可能是由另一种类似冬眠的麻木形式引起的，例如新陈代谢的短期减少
惠特尼说，南极洲的水龙可能需要某种类似冬眠的适应来应对南极附近的生活
虽然地球在三叠纪比今天暖和得多——而且南极洲的部分地区可能已经被森林覆盖——但是南极周围的植物和动物仍然会经历日光量的极端年度变化，冬季太阳长时间不出现
惠特尼说，高纬度地区的许多其他古代脊椎动物也可能利用包括冬眠在内的冬眠来应对冬天的紧张
但是许多著名的灭绝动物，包括在水龙灭绝后进化和传播的恐龙，都没有持续生长的牙齿
“要想看到冬眠带来的压力和紧张的具体迹象，你需要观察一些在动物一生中会变成化石并不断生长的东西，”西多尔说
“许多动物没有这种能力，但幸运的是水龙兽有
" 如果对更多南极和南非水龙化石的分析证实了这一发现，它也可能解决另一场关于这些古老而热情的动物的争论
惠特尼说:“冷血动物通常在艰难的季节完全停止新陈代谢，但许多吸热或‘温血’动物在冬眠期间会频繁地重新激活新陈代谢。”
“我们在南极水龙獠牙上观察到的现象符合压力时期小规模代谢‘再激活事件’的模式，这与我们今天在温血冬眠动物身上看到的最为相似
" 如果是这样的话，这种哺乳动物的远亲不仅仅是一种热情的动物
这也提醒我们，在人类进化到观察它们之前，今天生命的许多特征可能已经存在了上亿年
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