哺乳动物大脑演化的模式,红色:嗅球、绿色:新皮层、黄色:小脑、蓝色:静脉窦,柱状图高度表明脑化指数。哺乳动物早期大脑的增大与嗅球的增大关系很大,巨颅兽的脑化指数已经达到了哺乳动物冠群的水平。图片来源:10.1126/science.1203117
可以看到,嗅觉对于哺乳形类和早期哺乳类真的是非常重要,脑的演化基本上也是围绕着嗅觉来进行,这是为什么呢?无论是听觉、嗅觉、视觉还是触觉,都是我们感知外部世界的方式,我们的祖先增强了它的嗅觉肯定是因为嗅觉对于它们感知外界非常重要,甚至是主要的感知外界的方式,什么样的小动物主要依靠嗅觉来感知世界呢?那就是夜行性的动物。
说来你可能不信,现生哺乳动物的祖先,无论是单孔类、有袋类还是有胎盘类,在中生代时基本上都是夜行性的,你起码这些小动物不会在耀眼的阳光下下活动,就算是在白天也是在清晨或者黄昏这样的弱光环境下活动,注意这里是说现生哺乳动物的祖先,不是说中生代的所有哺乳动物,但估计大部分的中生代小型哺乳动物都是夜行性的。
目前有许多证据表明现生哺乳动物的中生代祖先具有中生夜行性[12]。
第一,除了灵长类动物具有三色性色觉外,现生的其他哺乳动物都因为缺少感光色素而只具有二色性色觉,灵长类的三色性色觉是独自演化出来的。同时哺乳动物的眼睛也失去了过滤掉有害的紫外线辐射的能力。这些都是现生哺乳动物的祖先长期以来对于暗视觉的适应。
第二,根据化石来看早期哺乳动物的眼睛形状和眼眶方向也适应了弱光环境。早期哺乳动物的眼眶朝前,允许两只眼睛的视野重叠,从而实现双目视觉。增强的双目视觉提高了早期哺乳动物对光的敏感度,深度感知和对比度的辨别力,这些也表明早期的哺乳动物适应于黑暗的环境。
哺乳动物视蛋白和与感光相关的特征的演化。可以看到有胎盘类的祖先、兽类的祖先和冠群哺乳动物的祖先有很大的可能性都是夜行性的。图片修改自:10.1186/s12864-017-4417-8
第三,哺乳动物的大脑的大小在某些区域增长明显,这些区域基本上和嗅觉、听觉以及触觉感知有关,而这些感官的增强与在黑暗环境中生活密不可分。
早期哺乳动物大脑的重建,可见与嗅觉相关的嗅球(Olfactory bulb)和梨状叶(Piriform Cortex)占了很大的体积,S:体感、V:视觉、A:听觉。的图片来源:10.1093 / acre