2020-02-09 07:56:22 佚名

量子科學論

澳大利亞是一片神奇的國度，其最負盛名的就是以澳洲的標誌——袋鼠、樹袋熊為首的有袋動物大家族。

對澳大利亞有點了解的朋友們會發現：哎，怎麼澳洲的動物們都這麼特殊呢？怎麼和別的各個大洲都不一樣呢？

其實這還要從6500萬年前說起：

6500萬年前，一次生物大滅絕使得曾經的地球霸主——恐龍全部消失，而哺乳動物便順勢崛起了。

哺乳動物大家族中有一類動物，主要是在地球的南半部分繁衍生息，那就是有袋動物一族。它們生活在曾經的岡瓦納古陸上，現在的南極洲、南美洲、大洋洲就是曾經的岡瓦納古陸分裂而成的。

但在有袋動物生活的風生水起的時候，哺乳動物中的又一類更高級的真獸類哺乳動物逐漸崛起了。真獸類動物就是現在地球上的主宰動物，它們在生存競爭中的優勢遠超有袋動物。

之後的事情就不難理解了，有袋動物成為了真獸類動物的食物，慢慢就被真獸類消滅取代了。

而在這個漫長的過程中，出現了一個意料之外的Bug，那就是5000萬年前岡瓦納古陸的分裂。南極洲漂到了極點，南美洲於北美洲相連。唯獨澳洲在真獸類崛起之前就宛如世外桃源一般，孤零零的獨立在了太平洋之中，既保持著古老的生態環境也與外界隔絕了一切聯繫。

因此澳洲也就在情理之中的避免了一次生物大換代，成為了有袋動物的天堂。因為在澳洲的原生哺乳動物中，除了有袋動物，就只有齧齒類和蝙蝠了。

南美洲與北美洲相連，動物們不斷的互相交流和競爭，以至於南美洲如今只剩下如負鼠等70餘種弱小的有袋動物“苟延殘喘”。

南極洲漂到了南極，冰天雪地讓所有有袋動物全部消亡了。

只有澳洲，既沒有外來大型動物的威脅，也沒有本地大型動物的競爭，並且依然保留著漸新世的光景。以至於讓有袋動物們走上了一條與世界其他地方的動物們決然不同的、隔離演化的康莊大道！

目前澳大利亞有240多種有袋類哺乳動物，包括負鼠科，袋鼴科，袋鼬科，袋狸科，袋鼠科，袋貂科，袋熊科等等十多種科類。

孤立的生態環境導致澳洲有袋類哺乳動物發展進化出類似於高等哺乳動物的各種生態類群。它們雖然完全迥異於世界其他地方的動物，但從生物形態上來看，大家都進化的差不多。

如生活方式類似於狼、鼬、貓等食肉類動物的袋狼、袋鼬、袋貓，生活方式類似於鹿、羊和羚羊等食草類動物的多種袋鼠，以及類似於旱獺、松鼠、野兔等齧齒類或兔類的袋熊、袋貂和袋兔等等。

悅寵喵大俠

澳大利亞是有袋動物王國，是袋鼠、考拉和袋熊的故鄉。這片獨立的大陸有袋動物眾多，這引發了一個問題：這些長著“袋子”的哺乳動物是否是土生土長的呢？

答案是：非也！英國索爾福德大學生物學講師羅賓·貝克說，有袋動物在來到澳大利亞之前至少在其他大陸存在了7000萬年。

上圖：澳大利亞的有袋類動物

奇怪的有袋類

與大多數哺乳動物相比，有袋動物很奇怪。與人類、狗和鯨魚等胎盤哺乳動物不同，有袋類動物會生出相對發育不良的幼崽，這些幼崽會繼續在母親的“育兒袋”中生長很長的時間。

這些幼崽發育很差，它們出生後基本上會立刻費力地爬到母獸的乳頭上，這些乳頭通常就長在“育兒袋”中，然後幼崽基本上會一直咬住乳頭並待在那裡，長時間吮吸母乳——這通常會持續幾個月。

上圖：有袋類動物剛生下來就這麼點大。這個眼睛都沒有發育完全的小不點分娩之後會“堅強”地爬到母親的育兒袋中，然後迅速地找到乳頭，並躲在那裡數個月用盡吃奶的勁，類似在子宮當中，繼續發育——窮人家的孩子早當家啊！胎盤哺乳動物的胎兒顯然要幸福的多了，天庭飽滿地生下來，贏在了起跑線上。

有袋動物絕對不是澳大利亞“土著居民”，它們是“外來物種”

事實證明，最古老的有袋動物實際上來自北美，至少在1.25億年前與胎盤哺乳動物分離後，它們在白堊紀演化形成。

這些古老的有袋動物在北美似乎蓬勃發展，在當時的超大陸勞拉西亞地區約有15至20種不同的有袋動物物種，但所有這些物種都已滅絕。目前尚不清楚澳大利亞的這些有袋動物為何活得好好的。但是由於某種原因，大約在6600萬年前，非禽類恐龍滅絕的時候，有袋動物就來到了南美。當時，北美和南美還沒有像今天這樣連接。但當時這兩個大陸非常接近，並且可能有一座陸橋或一系列島嶼將它們連接在一起。這種聯繫使各種動物得以擴大分佈範圍。

在南美，有袋動物及其近親生活在曠野之中，在200萬到300萬年間快速地分化出各種品種。例如，有袋動物及其近親進化為熊大小和鼬鼠大小的食肉動物，其中一種甚至進化出鋒利的牙齒。其他則進化為吃水果和種子的植食性品種。

上圖：長著鋒利獠牙的有袋類食肉動物（顯然是已經滅絕了的）。

有袋類在南美進化填補了那些在北美被胎盤哺乳動物所佔據的同等的生態位。

但從那時到現在，許多有袋動物都已經滅絕，但是今天南美仍然生活著不少有袋類動物。光負鼠就有100多種（不知道吧，負鼠也是有袋類動物），鼩負鼠有7種，還有萌萌的南猊（Dromiciops gliroides）。

上圖：南猊

附帶說明一下，在過去的一百萬年中，南美的負鼠的一個品種向北遷徙，現在居住在北美。這就是弗吉尼亞負鼠（Didelphis virginiana），是墨西哥北部唯一的有袋類動物。

同樣，負鼠與袋貂很相似，但實際上它們屬於不同的目。袋貂原產於澳大利亞和新幾內亞，與袋鼠密切相關，並具有許多解剖學差異，例如在負鼠身上看不到的發達的下切牙。

負鼠有60多種。許多北美人聽說這種動物時想到的物種是他們常見的弗吉尼亞負鼠。但是，這是兩個不同的物種。負鼠的學名是Didelphis marsupialis，弗吉尼亞負鼠的學名是Didelphis virginiana。

那麼，有袋動物是如何從南美到達澳大利亞的呢？

直到大約4000萬到3500萬年前，南美洲和澳大利亞都與南極相連，形成了一個巨大的陸地。當時，南極洲還沒有被冰覆蓋，而且還覆蓋著溫帶森林，這塊大陸當時的環境並不惡劣。

有袋動物及其近親似乎是從南美洲出發，跨過了南極洲從而來到了澳洲。這個遷徙路線甚至有化石證據：在南極洲的西摩島上，研究者們發現了有袋動物及其親屬的化石，包括南猊的近親化石。

澳洲最古老的有袋動物化石有發現於昆士蘭州Murgon鎮附近的廷加馬拉遺址，有5500萬年的歷史了。Tingamarra的一些有袋動物化石與南美的類似。例如，來自秘魯的古老而微小的吃水果的有袋動物丘普拉西亞（Chulpasia）與在廷加馬拉發現的另一個有袋動物化石有親緣關係。

在廷加馬拉發現的另一種有袋動物，以昆蟲為食的Djarthia，可能是所有生活澳大利亞有袋類動物的祖先，

上圖：Darthia

然後，澳大利亞的化石記錄出現了斷層。在廷加馬拉之後，有記錄的下一個最古老的有袋化石是2500萬年前的。從那時起，我們可以看到的澳洲有袋類動物內部存大量的多樣化。我們可以看到考拉、袋熊的親戚、袋狼的親戚等等。基本上澳洲所有主要的有袋動物物種在2500萬年前就都已經存在了。

但科學家們不清楚為什麼有袋動物能夠在澳大利亞蓬勃發展，關於這一問題有一些猜想或者解釋：

其一，在艱難時期，有袋動物母親可以拋棄育兒袋中所有正在發育的嬰兒，而哺乳動物則必須等到妊娠結束才能終止將寶貴的資源花在年幼的嬰兒身上。這使得有袋類動物更適應澳洲的環境條件，從而比胎盤動物更具有生存優勢。
其二，在澳洲沒有胎盤哺乳動物與有袋動物競爭。但是，現在這個想法與在廷加瑪拉發現了屬於胎盤哺乳動物或胎盤哺乳動物近親的牙齒化石的事實相矛盾，這表明胎盤哺乳動物早在5500萬年前就已經在澳洲大陸上存在。但明顯的一個事實是，澳大利亞並沒有大型的食肉類胎盤哺乳動物（如豺狼虎豹之類，食肉目最兇殘的品種都沒有）和爬行動物（例如兇殘的科莫多龍和大型鱷魚），這使得有袋類動物相對沒有太多的天敵。
澳洲的環境相較於其他大陸要嚴苛得多，因為澳洲逐漸與其它大陸分離之後，其內陸形成了一種廣泛的乾旱氣候，目前澳大利亞的荒漠、半荒漠面積達到340萬平方公里，約佔總面積的44%。所以在惡劣的環境下，生態系統相對沒有那麼豐富，因此高等級的食肉動物難以發展進化，生態位相對比較狹窄，於是以植物或昆蟲為食的中小型物種在這種條件下生存優勢更明顯。這種情況是在袋鼠進入澳大利亞之後逐漸形成的，並且沒有給太多的其它胎盤哺乳動物的“星星之火”進入澳洲以“燎原”的機會——澳洲就像一艘巨輪開了出去，由於沒有更兇殘的動物搭上船，所以有袋類動物就自然繁榮了起來。而像現在，人類引入了兔子和貓之後在澳洲都成了生態災難，有袋類的生態地位岌岌可危。這種情況跟某些孤島上物種特立獨行地進化出自己奇怪的“特色”的情況非常類似，基本上就是由於沒有其他物種的“打壓”的緣故。（班上要是沒有學霸，整個班的成績都會掉隊的O(∩_∩)O~）。

如今，澳大利亞約有250種有袋動物，南美洲約有120種有袋動物，而北美只有一種（弗吉尼亞負鼠）。這種模式與1.25億年前的情況完全相反，也就是說今天我們看到的情況並不一定表明有袋類動物就是在澳洲演化出來的。

總結

有袋類動物只是哺乳動物的一支，它們有幸存活到今天，跟包括人類在內的胎盤哺乳動物有幸存活到今天是一樣的。但它們並不是澳大利亞土生土長的物種。我們不能以今天看到的情形來推測遠古的狀況。

小宇堂

如果你仔細觀察澳洲的生物，你會發現，澳洲的哺乳類生物演化路線和別的生物不太一樣。其他大陸的哺乳類幾乎都沒有育兒袋，唯獨澳洲的哺乳類，演化出了育兒袋，除了我們常見的袋鼠外，還有：考拉、袋熊、袋狼等。

據研究發現，澳洲的有袋類生物超過250多種，這些有袋類生物在澳洲佔據著主要生態位，然而在其他地方很難見到有袋類生物，這是為什麼呢？澳大利亞的環境和其他大陸有什麼不同嗎？

想要了解這個秘密，我們需要從生物演化路線找出答案。

生物的演化之路

我們知道，生物演化其實是沒有方向的，在演化的過程中，因為基因變異、基因重組以及染色體變異的原因，生物在一代代繁衍時，基因會發生稍微的改變，逐漸形成新的物種。

比如：如果原本一株芍藥是36瓣紅花，而下一代可能是35瓣紅花，再下一代可能是35瓣紅白相間，N代之後，可能這株花的後代就是單瓣白色。

我們知道，花朵的花瓣數量以及顏色，是由基因控制的，當基因改變的足夠多的時候，後代就會與原來的物種產生生殖隔離，比如：相對於36瓣紅花，單瓣白花芍藥就是新出現的品種。

生物就是這樣，一代代的演化成了今天的樣子。

但是，同一種生物在演化時會保留著生殖交流，因此會共同演化。比如：雖然人類分佈在世界各地，但人類之間沒有生殖隔離。

但是，如果同一種生物因為江河湖海的阻隔，導致它們之間無法進行生殖交流，那麼經過一段時間的分開演化後，它們的後代就會產生生殖隔離，比如：有些老虎之間，存在著部分生殖隔離。

分開演化的時間越久，兩者之間的親緣關係越遠，比如：人類和老鼠雖然在1億年前是一家，但現在人類與老鼠的親緣關係非常遙遠了。

而澳洲生物之所以獨特，是因為海洋的阻隔。

大約在5000萬年前，澳洲和其他地區的陸地相連，因此在當時，澳洲的生物和其他大陸幾乎沒有什麼區別。但隨著板塊的運動，澳洲逐漸遠離其他大陸，

導致它們近5000萬年沒有與其他大陸產生生殖交流，因此沒有被其他地區的生物同化，保持著較高的獨立性。

澳洲的地理條件

其實，有袋類生物曾經廣泛分佈於世界各地，但是現在只分布在大洋洲以及南美洲部分地區，東南亞只有極少數有袋類生物，而澳洲就屬於大洋洲。

由於其他大陸環境逐漸變得不再適宜有袋類生存，因此有袋類逐漸在其他大陸滅絕。

與此同時，哺乳動物中的一小分支真獸類開始崛起，由於真獸類生物更加強勢，對其他生物有壓迫性，因此，真獸類逐漸取代了世界各地的有袋類，其他大陸的有袋類生物因此而滅絕。這裡補充一句，真獸類是指除了有袋類、單孔類以及已經滅絕的始獸、蜀獸類、多瘤齒獸類以外的一切帶有有胎盤類的哺乳動物。

之所以澳洲有袋類沒有滅絕，是因為真獸類無法穿越海洋，再加上該地生態環境以及氣候因素都沒有發生太大的改變，因此有袋類生物能夠在此生存。就這樣，留在澳洲的有袋類生物開始在澳洲生存與繁衍。

在5000多萬年的獨立演化中，澳洲當地與附近地區形成了獨特的有袋類生態系統，比如：以袋狼為代表的食肉動物，以袋鼠、袋鹿、袋羊為代表的食草動物等。

總結

澳洲生物之所以獨特，其實是因為澳洲由於海洋的阻隔，島上的生物沒有與其他地區生物產生生殖交流，因此保持著較高的獨特性。

由於海洋的阻隔，導致強勢的真獸類生物無法到達澳洲當地，因此澳洲有袋類生物可以在此生存繁衍，並在5000萬年的演化中，形成獨特的有袋類生態系統。

鍾銘聊科學

澳大利亞是有袋動物的家園，現在澳洲大陸上有許多種有袋動物，但有袋動物起源地並不是澳大利亞，有袋動物在來到澳大利亞之前已經至少存在了7000萬年。它們和白人一樣也是移民。與大多數哺乳動物相比，有袋動物不同於胎盤哺乳動物，有袋動物會“早產”生出相對“發育不良”的幼崽，這些幼崽會在母親的育兒袋中長大。

已知最古老的有袋動物實際上來自北美洲，它們在至少1.25億年前從胎盤哺乳動物中分化出來後，在白堊紀進化而來。這些古老的有袋動物在北美繁盛起來，在當時的勞亞大陸繁育了大約20種不同的有袋動物，現在它們都滅絕了。但是由於某種原因，大約在6600萬年前恐龍滅絕的時候，有袋動物來到了南美洲。

當時，北美和南美並不像今天這樣緊密相連。但是這兩個大陸非常接近，一座陸橋或者一系列島嶼可能將它們連接在一起。這種地理聯繫讓各種動物擴大它們的分佈範圍。有袋動物到達南美洲後的200萬～300萬年內，有袋動物和它們的近親進化成小到黃鼠狼大到熊的食肉動物，其中一種甚至進化成劍齒動物，其他有袋動物進化來吃水果和種子。

南美洲有袋動物正在進化時，北美洲被胎盤哺乳動物佔據生態位。現在這些有袋動物中的許多種已經滅絕，但是今天的南美洲仍然有許多種有袋動物，負鼠有100多種。在過去的一百萬年裡，南美洲的負鼠之一向北遷徙，現在生活在北美洲，就是現在的弗吉尼亞負鼠，唯一生活在墨西哥北部的有袋動物。

直到大約4000萬～3500萬年前，南美洲和澳大利亞都與南極洲相連，形成一個巨大的陸地。當時南極洲沒有被冰雪覆蓋，而是遍佈溫帶森林。有袋動物和它們的近親從南美洲跨過南極洲，最後來到澳大利亞。甚至在南極洲的某些島嶼上還有有袋動物及其近親的化石。有袋動物在澳大利亞多元化發展，現在澳大利亞所有主要的有袋動物在2500萬年前就已經存在了。

目前還不清楚為什麼有袋動物在澳大利亞發展到巔峰。科學家有一個想法是，當日子不好過的時候，有袋動物的母親可以拋棄它們育兒袋裡發育的嬰兒，而哺乳動物不得不等到懷孕結束，在它們的孩子身上花費寶貴的資源。另一個想法是澳大利亞沒有胎盤哺乳動物與有袋動物競爭。

軍機處留級大學士

個人認為：澳洲大陸上並不會憑空出現袋鼠、袋狼、袋兔、袋熊，其面積（760萬平方公里）不足於單獨突變出這麼多種類的有袋動物。這些動物在演化過程中，其它大陸上也出現過，或者澳洲的這些動物本來就是從一個主大陸上分出去的，隨著澳洲大陸的漂移，澳洲脫離了主大陸，像一個“世外桃源”庇佑了這些有袋動物，而其它大陸上的大部分有袋動物就被“優勝劣汰”掉了（帶著影響逃跑速度的袋子，裡面可能還裝著孩子，必然是容易被沒“包袱”的獵食者或者有工具的人類幹掉的呢；另外袋子空間有限，有袋動物一胎不會有太多的崽（卵生的海馬除外），生育能力不夠強，弱勢種群更容易滅絕）。所幸在澳洲這塊土地，地形分佈有序（西部高原，中部盆地，東部山地），物種競爭也不太激烈（關鍵是人類也少啊，人類其實才是最大的獵食者，只要一個區域人夠多，啥動物也經不起人類的“關愛”啊！毛皮好的，剝了；肉好吃的，燉了；牙美麗的，鋸了；啥都不好，沒好處還有攻擊性？滅了！），各種動物都有相對足夠的生存空間，所以很多古老的物種延續了下來。