哺乳動物

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哺乳動物
化石時期: 220–0Ma
三疊紀晚期至今
北美負鼠(Didelphis virginiana)一種保留了許多原始特徵的哺乳動物
北美負鼠Didelphis virginiana
一種保留了許多原始特徵的哺乳動物
科學分類
界: 動物界 Animalia
門: 脊索動物門 Chordata
亞門: 脊椎動物亞門 Vertebrata
下門: 有頷下門 Gnathostomata
Microphylum: 真有頷小門 Eugnathostomata
總綱: 四足總綱 Tetrapoda

爬行形類 Reptiliomorpha
羊膜動物 Amniota
合弓類 Synapsid
獸孔類 Therapsid
獸齒類 Theriodontia
犬齒獸類 Cynodont
真犬齒獸類 Eucynodont
Probainognathia
哺乳形類 Mammaliaformes

綱: 哺乳綱 Mammalia
Linnaeus, 1758
亞綱

哺乳動物是指脊椎動物亞門哺乳綱拉丁語Mammalia)的一類用呼吸空氣的溫血脊椎動物,因能通過乳腺分泌乳汁來給幼體哺乳而得名。

按照《世界哺乳動物物種》(Mammal Species of the World)一書在2005年的資料[1],哺乳綱目前有約5676個(2008版的IUCN紅皮書為5488個[2])不同物種,分布在1229個,153個和29個中,約佔脊索動物門的10%,地球所有物種的0.4%。齧齒目老鼠豪豬海狸水豚等)、翼手目蝙蝠等)和鼩形目鼩鼱等)是哺乳動物中物種最多的目[1]

哺乳動物的身體結構複雜,有區別於其他類群的大腦結構恆溫系統循環系統,具有為後代哺乳、大多數屬於胎生、具有毛囊汗腺等共通的外在特徵。他們外型多樣,小至體長30毫米長有翅膀凹臉蝠,大至體長33米形同魚類藍鯨。他們有很好的環境適應能力,分布在從海洋高山,從熱帶極地的廣泛區域。人類也是哺乳動物的一員。

詞源[編輯]

哺乳動物因用乳腺分泌乳汁哺育後代幼體而得名。此名稱由瑞典自然學者林奈創造,寫作Mammalia,來自(拉丁語mamma,意為乳房[3]

特徵[編輯]

正在為牛犢哺乳的母牛,哺乳行為是哺乳類動物的重要特徵,也因生長特有的乳腺而得名。

哺乳動物在外在和內在上存在著一些顯著的特徵,將哺乳動物與其他的脊椎動物區別開來。簡單來說,哺乳動物是溫血動物,具備毛囊汗腺,並能給後代哺乳。它們有聽小骨,骨骼結構有區別於其它動物的特徵,並有獨特的循環系統結構。

哺乳動物主要特徵表
類型 特徵 註解
軟組織特徵 溫血動物 哺乳動物依靠身體內部產生熱量來維持一個恆定的高體溫
毛囊汗腺 外表光滑的鯨科其實在身體的某些部位也有少量毛髮
乳腺哺乳行為 哺乳動物能通過身體的腺體產生乳汁給後代哺乳
心臟循環系統 二心房,二心室,體循環的血液只經由左大動脈弓進行
紅血球 循環系統中的紅血球無核,呈圓盤狀(駱駝呈橢圓狀)
大腦 具備新皮質,能產生高等功能的知覺
橫隔膜 與肋骨結合的橫隔膜將胸腔和腹腔隔離
骨骼特徵 聽小骨 耳內有由錘骨、砧骨、蹬骨等三塊骨頭組成的聽小骨
下顎 下顎由單塊牙骨構成

演化[編輯]

最早的哺乳動物由似哺乳爬行動物中的獸孔目演化而來。真正的哺乳動物在中生代的三疊紀末期出現,進入新生代後哺乳動物取代恐龍佔據生態位優勢,演化出今天多樣化的哺乳動物種群。[4]

歷史[編輯]

根據目前人類掌握的化石證據,哺乳動物被認為最早出現在2億多年前的中生代三疊紀,並於新生代開始繁盛,成為陸地上占支配地位的動物至今。

中生代[編輯]

早期哺乳動物,三尖齒獸目的戈壁錐齒獸,繁衍於三疊紀和白堊紀之間

有化石證據表明在三疊紀中期,一些獸孔目動物的頭骨開始產生了許多新特徵。爬行動物由多塊骨頭構成的下頜演變成單塊牙骨,牙齒也從單一外形的牙齒演變為根據在口腔內的位置而具備多種形狀。頰骨弓變得更為發達以支持咀嚼肌強化的需要。它們身體的骨骼變得輕盈靈活,四肢直立而不是如同爬行動物一般向體側伸展。它們具備發育良好的皮毛,因此可能是恆溫動物。可以認為它們是正處在過渡到真正的哺乳動物的過程中的一個階段。[4]

在約2億年前的三疊紀晚期,早期的哺乳動物與恐龍幾乎在同一時期正式出現了。當時君臨陸地的大小恐龍佔據了絕大部分的生態位,而早期的哺乳動物的體型微不足道,主要靠昆蟲等生息在叢林中的小型獵物維生。到了6500萬年前的白堊紀末期,恐龍可能因為氣候變化而迅速滅絕,而哺乳動物則具備恆溫特性,而且他們的小型軀體減少了熱量的散失,幫助它們在低溫和黑夜中存活了下來。[4]

新生代[編輯]

猛獁象,生活在第四紀更新世全新世,在公元前2000年左右因冰河期末期的氣候變化而滅絕。

古近紀之前所有的哺乳動物體型很小,儘是一類體長12厘米左右,與老鼠體型相仿的小型捕獵者。進入新生代後恐龍式微,於是哺乳動物得以佔據更多的生態位,並迅速演化出具備豐富多樣性的成千上萬個不同物種來。在5000萬年前就出現了早期的蝙蝠;等到了4000萬年前,如今在哺乳綱下面的各個就都基本出現了。[4]

到了第四紀,哺乳動物已經成為陸地上占支配地位的動物。雖然冰河期讓包括猛獁象在內的一批大型的哺乳動物遭到滅頂之災,但大部分能存活至今的物種一直就沒有發生太多變化。[4]

哺乳動物演化時間表[4]
地質時代 年份 描述
中生代 三疊紀 至2.05億年前 似哺乳爬行動物開始常見。三疊紀晚期時早期哺乳動物與恐龍幾乎同期出現。
侏羅紀 至1.42億年前 大型食草恐龍和各種食肉恐龍統治大地。哺乳動物為小型夜行性食蟲動物,可能是卵生動物。
白堊紀 至6500萬年前 恐龍依然佔據地面優勢。可能出現了有袋和有胎盤的哺乳動物。
新生代 古近紀 至180萬年前 恐龍式微後哺乳動物快速演化。4000萬年前出現大多數目。
新近紀
第四紀 現代 冰河期讓一批大型哺乳動物滅絕,出現現代人類。

演化樹[編輯]

本樹狀圖只繪出了與哺乳動物的演化過程有關的

哺乳型動物 Mammaliaformes

Adelobasileus


void

中國尖齒獸屬 Sinocodon


void

摩爾根獸屬 Morganucodon


void

柱齒目 Docodonta


void

巨顱獸 Hadrocodium



哺乳動物 Mammalia







分類[編輯]

哺乳動物的粗略類群分布圖

全世界估計有5500種哺乳動物,約1200屬,153科,29目。

哺乳動物分為2個亞綱原獸亞綱(包含卵生的單孔目動物)、獸亞綱(包含胎生的有袋類及胎盤類動物)。而有胎盤哺乳動物則佔據哺乳動物中的絕大多數,六個最大的目下的哺乳動物都屬於有胎盤哺乳動物。哺乳綱下的3個最大目分別是齧齒目翼手目鼩形目,合併占所有哺乳類動物的60%以上。齧齒目包括鼠類、翼手目包括蝙蝠、鼩形目則包括鼩鼱鼴鼠溝齒鼠。四個次最大目則是食肉目(狗、貓、、熊、海豹等),鯨目偶蹄目靈長目(包括人類)。

哺乳綱
獸亞綱
真獸下綱



靈長總目



勞亞獸總目




異關節總目




非洲獸總目



後獸下綱

澳洲有袋總目



美洲有袋總目




 原獸亞綱 

單孔目



現存哺乳動物各主要分支的演化關係

多樣性[編輯]

形形色色的哺乳動物,反映出其豐富的多樣性

形態[編輯]

哺乳動物是動物界裡是多樣化程度最高的一類。他們的身體結構應生存環境的需求而高度特化。最大的哺乳動物藍鯨的體重(150噸)差不多是最小的凹臉蝠(2克)的7000萬倍。他們的外形也是千奇百怪。例如長頸鹿進化出了2米多長的脖子和能從裡伸出45厘米的舌頭大象有一條像人手一樣靈活的鼻子;海豚長得跟魚一樣;蝙蝠像鳥類一樣為了在空中飛翔而有一雙翅膀。[5]

分布與特徵[編輯]

哺乳動物是動物界物種中分布最為廣泛的一類。作為一類恆溫動物,他們能在較寒冷的環境裡保持活動能力,而汗腺等器官可以幫助他們在炎熱的環境裡控制體溫,故能適應各種不同溫度和地形的生存環境。[5]熱帶草原上的羚羊極地北極熊再到高山上的鼠兔和沙漠中的駱駝,到處可以見到他們的身影。雖然他們主要在陸地上生活,也有一些種類已經適應在陸地以外的環境中生活,如飛行的蝙蝠和在海洋裡生存的海豹海豚等。[5]

荒漠哺乳動物[編輯]

單峰駝的後背有突起的駝峰,用於貯存能量和水分。

荒漠最主要的特點是乾旱,此外還會伴有劇烈的晝夜溫差和沙塵暴等惡劣的天氣,食物匱乏。適應了在荒漠環境生存的哺乳動物演化出了一系列各具特色的生存技能來管理能量和水分、抵抗炎熱的氣候並進行經常性的遷徙。

能量和水分管理
荒漠哺乳動物有各具特色的獲取、處理和散失水分的方式。食肉動物一般從獵物的血液和濕潤的組織裡獲得水分,食草動物一般從進食的植物中獲得水分,有時它們也會舔食在岩石和植物表面凝結的露水。除了直接以水的方式獲得的部分外,它們可以有效利用在消化過程中產生的代謝水。為了減少水分的浪費,它們有高效的腎臟,排出的尿液高度濃縮,糞便也非常乾燥。一些荒漠哺乳動物如駱駝在水草豐足的時候會大量進食,將能量和水分保存到位於後背的駝峰內;肥尾跳鼠則將多餘的能量保存在尾巴的基部。小型的食用種子的哺乳動物還會將種子儲藏到洞穴裡,更格盧鼠可在洞穴裡貯藏5千克的種子。[6]
抵抗炎熱
為了減少因出汗而散失過多的水分,許多荒漠哺乳動物在白天會找如小山丘和灌木叢的影子等陰涼處休息,小型哺乳動物如跳鼠則會躲藏到洞裡,在比較涼爽的清晨和黃昏才會活躍取食。而在夜裡由於不易被捕食者發現,大型食草動物會在夜間進行移動,從一個取食地點移動到另一個,邊走邊咀嚼反芻的食物。大羚羊在夜裡可以移動超過30千米的距離。一些小型的哺乳動物,如耳廓狐演化出了大型的耳朵來散熱。許多荒漠哺乳動物的體溫可以比正常值提高一些來減少出汗。[6]
經常性遷徙
在荒漠中生存的哺乳動物需要經常性遷徙來保證食物和水源的充足供應,它們無論大小都具有長途跋涉的能力。一些大型食草哺乳動物的嗅覺對水氣非常敏感,能大致得知降雨發生的方位而向其遷徙,而食肉動物則會尾隨其後。沙漠跳鼠一個夜晚可以移動10千米。[6]

草原哺乳動物[編輯]

角馬逐水草而居,它們往往聚集成巨大的群落,季節性遷徙的情形蔚為壯觀

草原是開闊的環境,偶爾也會有稀落的樹林和灌木生長,一年中的氣候基本是乾燥的,但也有大規模的季節性暴雨。這些特點讓草原哺乳動物演化出了聚集成群落、按季節進行有規律的遷徙的特點。為了躲避天敵,它們要麼演化出高速運動的能力,要麼挖掘洞道進行穴居。

聚集成群落
大型的食草哺乳動物會聚集成大型群落減少成為單個目標的危險,一些個體在進食和休息時經常會有另外一些個體在警戒。有時不同物種之間也會混合聚集起來。在非洲的熱帶草原上,斑馬羚羊瞪羚長頸鹿等混合聚集成世界上最大的野生動物群落,長頸鹿在開闊地帶的視野和可視距離都很大,而斑馬的嗅覺靈敏,羚羊的聽覺敏感,它們共享優勢資源,從而降低被捕食的危險。[7]
規律性遷徙
熱帶草原的降水是局部、季節性的。大型食草哺乳動物會逐水而居。角馬就以大規模的有規律遷徙而聞名。[7]
高速運動能力
草原的開闊地帶缺少掩護,無論是埋伏突襲還是逃跑都不容易。食肉動物為了捕獲食草動物、食草動物為了活命都演化出了快速運動的能力。非洲的獵豹奔跑時速可以超過100公裡,而他們的獵物瞪羚的速度也毫不遜色,它們是哺乳動物中奔跑速度最快的。除了速度以外,一些其他的哺乳動物如野馬演化出了持續快速奔跑的能力,讓它們能在無邊無際的大草原上長距離旅行。[7]
穴居
一些小型的哺乳動物如草原犬鼠鼴鼠等會在草原上挖洞來建造藏身之所。它們會在地下建造複雜而有高度組織的洞道系統。一些洞道會修築有防水的土丘和帶有排水設施。非洲的土豚打出的洞道甚至可以容納一個人。除了躲避天敵,洞道還可以在草原野火襲來時提供庇護。[7]

森林哺乳動物[編輯]

大狐猴長長的四肢和靈活的手腳便於在林間攀爬。

森林生物是多樣性最豐富的自然環境。林地為動物提供豐富的食物資源和隱蔽場所,保護他們不受地面上的捕食者的威脅。在其中生活的哺乳動物也演化出了適應該種環境的特性。[8]

樹棲和地面生活
一些森林哺乳動物如絨毛猴蛛猴幾乎從不下到地面。而虎貓等則是半樹棲的。樹棲的哺乳動物通過跳躍、飛躍等方式在樹枝間移動。舊大陸的長臂猿使用鉤狀手抓握樹枝,美洲的猴類用強有力的尾巴來纏卷樹枝。蛛猴的尾巴可以支持全身的重量。松鼠有鋒利的爪子來抓緊樹皮,以它們的大尾巴來平衡身體。鼯鼠袋貂等在四肢間長有皮膜,可以在樹間滑翔蝙蝠則具備完整飛行的能力。小鼠野豬鹿等哺乳動物在林地的地面上穿行。松鼠等小型哺乳動物常利用樹洞築巢,野豬和鹿等會利用樹叢、山坡等地形尋找合適的休息場所避免四面受敵。許多樹棲的哺乳動物會直接在樹枝上休息。[8]
偽裝
森林哺乳動物的皮毛大多數是深淺不一的棕色混合而成的,如此融入到生存的環境背景中去。幼年的鹿和野豬則長有帶斑紋的皮毛,易於與林地底部的顏色混合。樹棲的貓科動物身上的斑點狀紋理,在樹上容易與樹枝間的透光和斑駁的樹影混雜。[8]

極地和高山哺乳動物[編輯]

氂牛長有厚厚的毛髮以禦寒。

極地和高海拔地區氣候寒冷,有的終年被冰雪覆蓋,食物匱乏。在這種嚴酷的條件下,哺乳動物演化出了各種不同的策略來應對。

保暖
寒冷環境中生存的哺乳動物都有多重的毛髮,外層的長毛主要起保護身體、偽裝和防水防雪的作用。氂牛的毛髮可長達1米。毛髮的基層則是一層厚厚的絨毛,具有保暖效果。許多哺乳動物的腳掌上都長有一層濃密的毛,如北極熊等,除了保暖外還能夠在冰雪的表面上防滑。北極熊海豹全身上下都有很厚的皮下脂肪包裹以減少熱量的散失。它們身體突出的器官,如鼻子和耳朵,變得短小來減低這些部位降溫過快而被凍傷的危險。北極狐等小型的哺乳動物演化出的粗短的身體減小相對其體型的體表面積,儘可能減少體溫的散失。[9]
季節性換毛
在極地和高山環境因為降雪和融雪的關係,在不同的季節的環境顏色的變化很大。為了在不同的季節都能有效實施偽裝,許多極地哺乳動物如北極狐和北極兔每年會換兩次毛,夏季換成棕色和深褐色的皮毛,與岩石、泥土和灌木的色彩相近,冬季則換成雪白的厚毛,融入白色的背景中。[9]
高山環境
高海拔地區空氣稀薄,為了提高身體的運氧能力,許多高山哺乳動物的血液中紅細胞的密度更高。在山上生活的有蹄類哺乳動物四肢發達,如岩羊等物種演化出了外緣鋒利堅硬,內部成柔軟的墊狀,能在濕滑陡峭的岩壁上能保持良好的抓地能力。它們生存在近乎垂直的懸崖峭壁上躲避捕食者。[9]

水生哺乳動物[編輯]

寬吻海豚形似魚類的流線型的無毛的身體和演化為鰭的四肢體現出對水生生活的適應

在水中生活的哺乳動物其身體特徵與陸地上的哺乳動物有很大差別。

適於游泳的體型
水的密度比空氣要大,阻力也更大。為了在水中能快速行動,水生哺乳動物都演化出了光滑而流線型的身體。完全水生的海豚儒艮海牛等的後肢退化消失以尾部的鰭和軀幹進行波狀運動來推進,前肢演化成的鰭狀肢來控制方向,海豚科的哺乳動物多有背鰭,這可以防止在行進過程中發生翻滾。半水生的哺乳動物如水獺海豹等為了陸上生活的需要還保留有厚厚的毛髮,四肢也演化為槳狀或鰭狀肢。海獅主要用前肢推動身體,海豹則主要用後肢。水生哺乳動物的水中運動能力比起許多魚類有過之而無不及。[10]
保溫
許多水生哺乳動物都生活在極地或季節性遷徙到極地。為了在寒冷的海水中保持體溫,它們演化出了更大的體型和減小體表的突出器官,如此可減小體表面積相對於全身體積的比例,籍此減少熱量的散失。他們也擁有厚厚的皮下脂肪以禦寒。部分要上岸生活的物種如海豹、海獅、水獺有非常厚的皮毛,毛髮表面還覆蓋著防水的油脂。它們在岸上通過曬太陽來減少身體產生熱量的能量消耗。[10]
呼吸
哺乳動物都是用肺呼吸的,它們必須定時回到海面呼吸新鮮空氣。動物肌肉內的肌紅蛋白可以保存氧並緩釋,而水生的哺乳動物的肌紅蛋白的含量較高,一些種類的海豹的肌紅蛋白含量可以達到陸生哺乳動物的十多倍。[10]

解剖[編輯]

的骨架,為奔跑而特化。

骨骼[編輯]

類似於老鼠一樣的基本解剖結構是哺乳動物中最普遍的,可以分為:頭部頸部、較長的身體、具備五指(趾)四肢尾巴等五個部分。這些基本結構在早期哺乳動物中比較明顯,但現代的許多哺乳動物經歷了漫長的演化後,解剖結構、大小、形態等都發生了很大的變化。[11]

四肢[編輯]

根據哺乳動物的運動方式不同,他們四肢的外形和內部骨骼的變化很大。用於在陸地上跑跳的腿部,用於在空中飛行的翅膀,用於在水中游泳的鰭狀肢等都是根據不同的運動方式而特化的解剖結構。四肢除了運動外還有其他功能,例如猴子老鼠等的手狀肢讓他們便於抓握和攀爬,有於他們進行抓拿物品和梳理毛髮等精細的工作。[11]

奔跑的哺乳動物,如,他們的四肢變長,肢體末端的五趾演變成一個趾,單趾末端被堅硬的角質化包裹,這些演化都有助於提高奔跑時的效率。增大的胸腔為奔跑時肺部能呼吸大量空氣提供了保障,拉長了的頸部和頭骨為取食地面的草料提供了便利。水生的哺乳動物的身體結構與早期、典型的哺乳動物有著巨大的差異。為了提高在水中前進的速度,他們演化出了流線型的身體,頭部和頸部幾乎成為一體,四肢變成鰭狀或槳狀,而海豚等更是完全不存在後肢的骨骼系統,他們的鰭狀尾是由肌肉和結締組織構成的。飛行的哺乳動物蝙蝠的前肢演化為翅膀,上臂短而前臂和手指卻被延長,支撐著由肌肉組織演化來的翼膜。翼膜在強有力的肩部、胸部肌肉的驅動下為長時間飛行提供了可能。一些蝙蝠的翼展甚至比同樣體型的鳥類還要大。[11]

頭骨和牙齒[編輯]

斑鬣狗的頭骨。
可見構成下頜的L型單塊牙骨,牙骨向上彎折處的凹陷是頰骨弓。口中有各種不同形狀的牙齒

哺乳動物的頭骨和牙齒具有區別於其它動物的顯著特徵,也是用來區分不同種哺乳動物的重要依據之一。

頭骨
哺乳動物是唯一一種將下頜與頭骨直接相連的動物,他們有著強力而靈活的。哺乳動物的下頜由爬行動物的多塊骨頭演化為一整塊牙骨。哺乳動物有三塊耳骨,由爬行動物的兩塊頜骨演變而來,這在動物界中是獨一無二的。哺乳動物的頭骨與下頜牙骨的連接點變得靠前,頰骨弓變得比爬行動物更為發達以支持更有力的咀嚼肌[4]
牙齒
哺乳動物的的牙齒會按照其位置分化出多種不同的形態,是為異形齒系。哺乳動物主要有4種齒形,包括門齒犬齒前臼齒臼齒。由於不同的哺乳動物具備不同的齒形,動物學家可以透過各種牙齒類型的排列來辨識不同品種的哺乳動物。每一種齒形的牙齒都具備不同的功用。食肉動物的犬齒較發達,便於他們刺穿、撕裂和剪斷獵物的組織。而食草動物的犬齒很小或幾乎沒有,但前臼齒和臼齒則很發達,以便嚼碎食物。一些哺乳動物的牙齒有其他功能,如河馬的牙齒用於威懾,等的牙齒則具備裝飾效果。一些其他哺乳動物會用牙齒來修整皮毛。哺乳動物的牙齒除乳牙外不再更新。[11]
哺乳動物的齒形和作用
齒形 形狀 主要作用
門齒 刀片狀 用於啃咬食物
犬齒 尖錐狀,較長 用於刺穿和撕扯食物
前臼齒 咀嚼面大,頂部尖利 用於切斷食物
臼齒 有寬和較平的研磨面 用於壓碎和咀嚼食物

皮膚和毛髮[編輯]

穿山甲體表有角質板甲,遇敵時蜷縮成一團,讓天敵無從下口。
雪豹的毛皮具有保暖和偽裝的作用

哺乳動物的皮膚有兩層,毛髮是皮膚的附件。外層的上皮不具活性,比較粗糙。外層的皮膚和毛髮都是由死細胞的殘軀構成的,隨著時間的流逝會逐漸脫落更新。內側的真皮則有各種腺體毛囊血管神經和觸覺、溫度感受器等。哺乳動物的皮膚具有以下許多重要功能。[11]

保護作用
皮膚包裹著整個身體,具有保護的作用。一些大型食草動物具有加厚的皮膚,如大的皮膚厚達3厘米,具有防止蚊蟲叮咬甚至可以讓獅子等大型捕食者無法輕易撕開。哺乳動物的皮膚長有動物界獨一無二的毛髮,具有保護、偽裝和保暖等作用。刺蝟豪豬等哺乳動物的毛髮演化出一類更粗更硬的剛毛毛刺,而一些種的穿山甲更是在皮膚表面覆蓋著一層角質板甲,遇敵時蜷縮起來讓捕食者無從下口,從而在一定程度上保護自己免受傷害。毛髮還有防塵作用,許多哺乳動物的耳廓都長有大量毛髮,鼻內長有鼻毛用以過濾呼吸的空氣,眼部長有睫毛,這些都能避免灰塵等異物進入敏感器官的內部。油脂腺分泌的油脂和體蠟可以保持肌膚的彈性和酸鹼值,減少被細菌感染的機會,並具有一定的防水效果。海豚等生活在水中的哺乳動物體表光滑,甚至完全沒有毛髮,以便減少在水中前進時的阻力。[11]
感覺作用
和其他動物一樣,哺乳動物的皮膚內部內藏複雜的神經和各種感受器神經末梢),為他們提供對冷暖疼痛的感受,並有觸覺。許多哺乳動物長有鬍鬚觸鬚),這是一類非常敏感的毛髮,毛囊連接著神經末梢和發達的神經網路,能探測震動、度量洞穴尺寸,反饋各種各樣的環境信息。老鼠長有鬍鬚,而除了鬍鬚以外在腳爪處也有觸鬚[11]
識別、偽裝與警告
許多哺乳動物的皮膚表面和毛髮都有特定的顏色花紋。這些花紋有識別、偽裝、警告等作用。首先每隻動物體表的顏色和花紋的組合都是獨一無二的,同種群的個體之間便以此作為相互識別的一種標記。其次一些哺乳動物的皮毛和他們生息的環境有相似之處,以便偽裝自己以減少被天敵或者獵物發現的危險。例如老虎的斑紋可以讓他們潛伏在獵物附近等待時機而不輕易被發現,斑馬的斑紋也有類似的作用,而且在大群體移動時能造成捕獵者的眼花效應,減少被捕食的危險。而還有一些哺乳動物如臭鼬的體表有著黑白分明的條帶狀顏色,以此警告捕獵者自己會放出難聞的氣味,是不好惹的。許多哺乳動物都可以通過立毛肌將自己的毛髮豎起,讓自己顯得體型更大,以威脅對方。[11]
調節體溫
哺乳動物是恆溫動物,體溫都保持恆定的,但不同的動物的體溫有很大差別,原因可能與它們所處的環境有關。比如說,人類的正常體溫一般是36.5℃——37.5℃,但貓的正常體溫則為38℃——39℃。為了維持一個恆定的體溫,他們通過皮膚來進行調節。血管熱量帶到皮膚散失,因此通過控制血管的收縮和舒張便可以改變傳遞到皮膚的熱量多少。體表的熱量則通過空氣熱交換而散失。一些哺乳動物如野豬和象會通過在泥漿中打滾來降低體溫。皮膚的汗腺油脂腺分泌的汗水油脂通過蒸發作用也能帶走大量的熱量。一些哺乳動物如不能通過排汗來調節體溫,而是通過喘氣和蒸發唾液等方式來防止過熱。[11]

運動方式[編輯]

馬奔跑時的動態圖

典型的哺乳動物是以四足動物常見的四肢行走來在陸地上進行運動的,但物種之間的行走方式也有差異。除了在陸地上行走外,還有在地下挖洞爬行的,在空中飛行的和在水中游泳的等各種非典型的運動方式。[12]

地面行走
哺乳動物大多是四肢著地在地上行走的,但也有用雙足行走的物種。它們有用整個腳掌(行走時腳後跟著地,如人類)、(如)、(如)等不同部位來著地的各種行走方式。四肢較長的物種一般具有較快的奔跑速度,如鹿等,但也有例外,如鬃狼高蹺般的長腿並不善於奔跑,只是為了適應高草草原。而四肢短小的物種犧牲了奔跑的速度換來在空間狹小的地方更加靈活的活動能力,如能鑽到田鼠和兔子的洞道裡捕獵的黃鼠狼雙足行走的物種除了行走外還有主要以跳躍方式活動的,如袋鼠跳鼠,它們有著比例相對更大的後肢,在高速運動時的能量效率比奔跑的動物效率要高。[12]
地下爬行
鼴鼠終生在地面下活動的哺乳動物一邊打洞一邊在坑道中爬動。它們在移動時靠四肢抓爬洞壁的反作用力前進,身體不離開地面,更像是在地裡游泳。[12]
空中飛行
鼯鼠等哺乳動物的前後肢之間有用於在空中滑翔的膜,但它們只能爬到高處跳下滑翔到低處。而蝙蝠通過像鳥類一樣拍打翅膀從而實現自力飛翔。一些蝙蝠的翼展甚至比同樣體型的鳥類還大,某些種類的蝙蝠的飛行速度超過每小時55千米。除此以外,長臂猿能使用前肢像鐘擺一樣搖晃身體,演化成鉤狀的雙手交替抓握樹枝而在樹間飛盪。[12]
海豚的骨骼為在水中運動而特化。
水中游泳
海洋哺乳動物如海豚演化出了鰭和鰭狀肢,水獺等則演化出了槳狀肢還划水驅動身體前進。其中海獅使用前鰭作為主要動力,海豹則使用後鰭。水生的哺乳動物多具有柔軟的脊椎,它們可以靈活地驅動身體和尾巴進行波狀運動來獲得強大的水中推力。[12]

感官[編輯]

貓的眼睛。其瞳孔能根據環境光而變化大小,具備極強的夜視能力。
正在豎起耳朵警戒的草兔。草兔的耳朵大而靈活,能收集到周圍環境細微的異樣聲響。

哺乳動物大多具有五感,即視覺聽覺嗅覺味覺觸覺。按照生存環境的不同,各種哺乳動物的感官能力也有所差異,五官的結構也有所不同。[13]

視覺
大多數哺乳動物只能感受兩種原色,而爬行類和鳥類的色覺是四原色的。這是因為在演化早期為了避免與佔據生態位優勢的主龍類在同一時間活動,哺乳動物多是夜行性的,於是在這段漫長的時間裡便逐漸喪失了對色彩的敏感。人類所屬的靈長目則通過基因突變重新獲得了三原色色覺。一般來說肉食性哺乳動物的眼睛都長在頭部正前方以便注視獵物的同時準備襲擊動作。而草食性的被捕獵威脅的羚羊的眼睛則長在頭部靠上的兩側以獲得更好的視野。夜行性的哺乳動物有著敏銳的視覺和大型的眼睛,例如瞳孔能根據光線的亮度而變化大小,具備極強的夜視能力。[13]
聽覺
為了隨時監聽可能存在的危險,兔子演化出了大型的可以自如轉動的耳朵。虎鯨等則通過前額處的額隆和下頜來收集回聲,以判斷物體的大小、位置、距離等信息,以鎖定獵物、迴避障礙。蝙蝠也同樣是依靠聽覺來實現回聲定位的。大多數哺乳動物能通過聽取其他個體發出的聲音來進行交流。[13]
嗅覺
貓科和犬科動物有著非常靈敏的嗅覺,依靠靈敏的鼻子他們可以追蹤獵物,躲避危險。同時許多哺乳動物以氣味來標記領地,其他個體可以通過嗅覺得到相關的信息。[13]
味覺
哺乳動物通過味覺可以判斷自己食物的種類,也可以在一定程度上檢測其是否有或者不潔。貓科動物在長期的肉食背景下演化,因而失去了大部分對碳水化合物的消化能力,因此它們不能感覺到甜味[13]
觸覺

終生生活在地下的鼴鼠的視力一般都非常差,但它們對震動和觸摸非常敏感,以此來感知獵物、危險和同族個體的位置。[13]

繁殖[編輯]

正在交配的黃獴

哺乳動物的繁殖方式屬於有性生殖,極少數的物種如兔子還具備在一定條件下孤雌生殖的能力。哺乳動物的繁殖類型有:卵生有袋類有胎盤哺乳動物三種。無論生產方式如何,哺乳動物的母親都會給出生後的幼體哺乳,直到幼體成長至可以單靠取食乳汁以外的食物存活。[14]

求偶和交配[編輯]

大多數哺乳動物,如海豹等,會在每年的一段固定的時期(繁殖季節)發情並聚集起來進行繁殖活動,這是為了待後代出生時有一個氣候和食料更為適合的環境。在繁殖季節的雌性和雄性都會以聲音、氣味、外貌和行為等方式發出求偶信號來通知對方自己已經進入繁殖狀態。他們通過觀察求偶信號、外觀、繁殖競爭中的表現等方式來選擇最佳配偶交配。[14]

受孕和生產[編輯]

卵生的鴨嘴獸
人類的雌性生殖器官
育兒袋裡裝著幼仔的袋鼠

哺乳動物的受精在體內進行,交配後雄性的精子進入雌性的體內,待雌性排卵後與其結合成受精卵。根據幼體的出產和早期發育方式可將哺乳動物以繁殖方式分成卵生胎生,而胎生又有有袋類胎盤類兩種方式。無論生產方式如何,哺乳動物的母親都會給出生後的幼體哺乳,直到幼體成長至可以單靠取食乳汁以外的食物存活。[14]

許多大型哺乳動物一般只會生產少量後代,通過長時間對後代的小心撫育來提高後代的存活幾率。而老鼠兔子等小型哺乳動物一年就可以繁殖2-3代,如果繁殖的幼體全部存活將超過1000隻,它們通過這樣的快速繁殖來作為物種的一種自我防禦方式,提高最終的生存率。澳大利亞本沒有兔子,後來歐洲的殖民者帶來了24隻兔子,在意外野化後現已成為橫掃全大陸的入侵物種[14]

卵生哺乳動物
目前尚存的卵生哺乳動物只有單孔目一類。顧名思義,他們的消化道排泄和交配、產卵等繁殖活動都是通過一個單一的開口(泄殖腔)進行的。卵生哺乳動物具有雙子宮。它們無法在體內產生發育成形的幼體。雌性受精後產下並將其孵化,幼體在卵內逐漸發育成形並最終孵化。孵化後幼仔吸吮母親分泌的乳汁長大。單孔目只包含了5個不同物種,分布在東南亞澳大利亞。其中一種是鴨嘴獸,另外四種則是針鼴。針鼴具有育兒袋,它們把的待孵化的卵和孵化後的幼體放在育兒袋中。[14]
有袋類
有袋類的最大特徵是雌性在腹部有一個育兒袋,這個袋可以向前(袋鼠)或者向後開口(樹袋熊)。有袋類的雌性繁殖系統具有雙陰道和雙子宮。幼體出生時會暫時在雙陰道之間形成一條生殖道。與有胎盤類相比,幼體在發育的很早期(在子宮中約一個月)就出生,出生時非常小,體表裸露無毛,又聾又瞎。幼體出生後依靠嗅覺爬行到母體的育兒袋中,靠乳頭分泌的乳汁繼續發育。稍微長大後的幼仔可以離開育兒袋很短一段時間。有袋類一有292個不同物種。[14]
有胎盤類
除了單孔和有袋類外的所有哺乳動物都是有胎盤的。胎盤是在子宮中內層內陷形成的處在幼體與母體之間的組織,通過臍帶中的血管與幼體連接。幼體在母體的子宮中能通過胎盤吸收營養,並排出廢物,以此使幼體能進一步發育。實際上有袋類的母體中也有初級的胎盤。在子宮中幼體被羊水包圍浸泡,為其提供緩衝免受撞擊和搖晃的傷害。[14]
幼體出生(分娩)時大多數是先露出頭部,而等則是先露出尾巴,以流線型的身體滑出產道。出生前幼體在子宮中通過胎盤吸收,故無需呼吸。但出生後胎盤與子宮脫離,幼體馬上就需要呼吸到空氣。在水中分娩的哺乳動物如海豚等會由母親或其他成體托到水面進行第一次呼吸。一些以有蹄類為主的哺乳動物,如羚羊的幼仔出生後幾分鐘就可以行走和奔跑,因為它們一旦出生就暴露在隨時會被捕食的環境中。而其它的種類則會把後代產在較為安全的內。在巢中出生的幼體的發育程度要低一些,許多都是又聾又瞎又沒毛,不能自如行動的。[14]

撫育後代[編輯]

哺乳動物的雙親撫育後代的時間較長,這在其他動物中比較少見。幼體出生後幾周甚至幾年內都得依賴母親分泌的乳汁來生存與發育,這段時間叫做哺乳期。幼體在成長到可以自立之前都受到親代的仔細照料,儘可能被安排在安全的環境中。撫育後代的責任一般由雌性承擔,但一些哺乳動物的雄性甚至整個社群的成員也會共同承擔起撫育的責任。親代照料下一代的時間根據物種有很大區別。兔子老鼠的照料期只有幾星期,而在人類中這段時間可以長達10年以上。幼體在被照料的時間內可以有較長的童年期來觀察、學習同類的行為,通過玩耍增加體驗,鍛煉體魄,為日後獨立時增加存活的可能。[14]

社會性[編輯]

寬吻海豚具有複雜的社會性,組成群體生活。

由於哺乳動物的雌性需要對後代幼體進行哺乳,因此家庭的存在變得更加重要,易於形成各色社會群體。多數哺乳動物具備適應能力強、智能較高、行為複雜、具備一定的學習能力的特點,因此能表現出許多社會行為。它們中有組成龐大複雜社會群體生活的,也有獨來獨往的。一般來說,植食性動物肉食動物表現出更多的社會化傾向。哺乳動物的社會群體隨著環境季節繁殖作息食物的充足程度等因素而有所變化。[15]

獨居[編輯]

貓科動物、等除了交配時以外多是獨自生活。但大多數哺乳動物在幼年期都會與它的同類共同生活。獨自生活的雄性和雌性因領域的重疊而偶爾相遇,並伺機交配。[15]

群居[編輯]

獅子、某些靈長類等會根據家族組成小型群體。而有蹄類動物如羚羊斑馬等則會組成數目巨大的群體,通過魚群效應、相互協助等方式降低個體被捕食的危險。如貓鼬的群體有明確的分工,一些個體在進食的時候另外一些就在放哨。[15]

一些哺乳動物的社群裡存在等級制度,如狼群、象群會有一隻雌性的首領帶領,斑鬣狗的群體根據等級的劃分會有嚴格的進食先後順序。群體會因為各種原因(繁殖、爭鬥、食源不足等)發生成員的加入和離開。大型食草動物中一批常見年輕雄性形成一個單身漢群體,如非洲象。而其他的一些物種則會出現性成熟的雄性游離到其他群體交配的現象,如虎鯨[15]

交流[編輯]

哺乳動物會通過改變身體的外形和做出某些動作(視覺)、發出聲音(聽覺)、使用糞便和尿液等氣味標記(嗅覺)還有互相梳理皮毛等多種方式進行個體之間的交流。在群體內,這些交流可以幫助確立它們之間的社會關係、給同伴發出危險警報和求偶等;在個體或群體之間通告自己的領域,在一定程度上減少因為同一區域內不同群體的領域重疊而造成的對食物等資源的競爭。除此以外,還可以對其他動物發出警告讓它們不得靠近。[15][13]

取食[編輯]

雄獅和幼崽在啃食非洲水牛

由於哺乳動物是溫血動物,體內長期產生熱量散失至環境中,因此比冷血動物要消耗更多的能量以維持體溫的恆定。哺乳動物的取食習性按物種不同而有很大差異,各自適應於肉食性草食性雜食性的生活,取食的對象幾乎無所不包。[16]

肉食性哺乳動物
食肉目的動物(貓科犬科靈貓科等)及鯨目多數以其他動物的肉為食。但其中熊科北極熊外全部主營雜食性生活,狗熊大熊貓更是基本以植物為主食。而虎鯨則主要以捕獵海豹、海豚等其他次級獵食者為食。鼩鼱目中的鼴鼠等也是捕獵者。鬣狗食腐動物,主要以其他捕獵者的殘餘食物和屍體為食。一些特別的物種如吸血蝠,它們以舔食其他動物的血液維生。大多數肉食性哺乳動物都要追捕它們的獵物,而食蟻獸穿山甲等食蟲性動物則會舔食大量的小型獵物。大型的鯨類則會將它們的獵物磷蝦和海水一起吞到嘴裡,然後用鯨鬚將海水過濾出去,留下食物吞到肚子裡。[16]
植食性哺乳動物
正在取食樹葉的鹿
植物性食物,特別是莖葉等的營養和能量較難消化吸收,許多食草動物每天要花費很長時間攝入大量的食物。大象的消化系統效率很低,幾乎半數的吃進去的食物都沒被消化,而有蹄類則演化出了複雜的消化系統,藉助腸道細菌的發酵來協助消化。根據發酵的場所可分為後腸發酵(在盲腸發酵)和前腸發酵(在前胃或瘤胃發酵)。多數偶蹄目動物都是前腸發酵的,它們的食物在前胃或瘤胃中發酵後會回到口腔繼續咀嚼,是為反芻。反芻以後咽下的食物才會進入消化道的其他部分。根據取食的植物種類不同又可以把它們分為牧食哺乳動物(取食草類和低矮植物,如羚羊斑馬)和啃食哺乳動物(取食灌木、嫩枝葉,如鹿)兩種。花鼠等齧齒動物會把多餘的食物儲存起來待食物不足時取用,鼠兔甚至會將草料成堆晒乾後儲存過冬。[16]
雜食性哺乳動物
哺乳動物中雜食性的很多,取食的食物種類也很廣,包括植物枝葉、堅果果實,甚至食腐。雜食性動物中最大的一類是熊科,而像一些犬科和貓科動物雖然本身是肉食性的,但也是機會主義取食者,對於遇到的各種食物並不挑剔。[16]

與人類的關係[編輯]

哺乳動物與人類的文明關係密切。人類長期利用哺乳動物作為食物原材料勞動力寵物,與馴養後的哺乳動物形成了共生關係。在文化方面,哺乳動物作為圖騰被原始人類崇拜,其形象也常見於象徵性的標誌,如英格蘭獅子紋章。現代人類製品中也隨處可見哺乳動物的形象。

利用[編輯]

牛被馴化用於犁地
作為食物和原料
許多哺乳動物都被人類用作肉類食物的來源,最常見的是牛奶羊奶為人類提供了各種乳製品的原料。綿羊兔子等哺乳動物能生產紡織工業需要的毛線,而許多哺乳動物的皮毛都被用來製成皮革皮草
作為勞動力
大型的食草哺乳動物,如是人類早期農業的重要組成部分,幾乎所有的文明的早期農業都依賴於牛等牲畜的使用。等則是早期運輸業的重要組成部分。
作為寵物
一些哺乳動物,如豚鼠兔子被馴化成人類的寵物。

馴養[編輯]

是人類最早馴化的哺乳動物,其祖先是

人類對動物的馴養是在公元前9000年左右開始的,最早一批被馴化的動物全是哺乳動物。人類最早馴養的動物可能是,約在公元前10000年左右的東亞地區從馴化而來。隨著農業的發展人類逐漸馴養了其他哺乳動物。由於農業的起源並不是來自一個地區,而是在世界範圍內平行發生的,因此各地按照其生態環境的不同,最早馴養的哺乳動物的種類也有所不同:

最早一批被馴養的哺乳動物[17]
地區 年代 被馴養的物種
西南亞(今伊拉克敘利亞土耳其地區) 公元前9000年以前 綿羊家豬家牛
非洲(今蘇丹地區) 公元前9000年至7000年 家牛、綿羊、山羊
東亞(今長江黃河流域) 公元前6000年 家豬、水牛
南美(今秘魯智利地區) 不明 大羊駝羊駝豚鼠

野化[編輯]

野化的哺乳動物是指曾被人類馴化過,後又離開人類控制,目前已部分或者完全在野外生存的種群。如北美的野馬、澳洲的野犬、各種貓、豬和駱駝等。在澳大利亞泛濫成災的野兔是歐洲殖民者帶來的24隻野兔野化後的後代。[18]

引入和再引入[編輯]

人類在遷徙的時候會將各種哺乳動物引入到新的生活環境中。北美的土著野馬早在公元前7000年已經滅絕,現在的美洲馬最初是從歐洲引入的。引入會給本地物種造成壓力,因為新引入的物種不但會跟本地物種競爭食物和領地,還會捕食它們或者傳染本地物種不具天然抵抗能力的疾病。北美松鼠被引入到歐洲後,由於攻擊性更強且會傳播疾病,歐洲原產的紅松鼠的生存受到了極大威脅,數量直線下降。[18]

對於一個原產地生態環境曾經被嚴重破壞的物種來說,人類有時通過將其重新引入到原產地進行保護和圈養繁殖,幫助其重新在原生地建立種群。例如麋鹿在原產地中國曾經滅絕,但由於約1900年起已經被引入到英國得以保存其種群,因而在1980年代又被重新引入回中國。但由於再引入物種的生態位可能已被其它物種擠占,因此再引入物種在原生地會可能會面臨嚴峻的競爭壓力。[18]

種群威脅和保護[編輯]

由於人類大肆捕殺而滅絕的袋狼

如今許多哺乳動物的生存都受到了威脅。IUCN紅皮書中列出的1000多種哺乳動物中有近1/4的物種受脅,其中180種處於極度瀕危的狀態。許多極度瀕危的哺乳動物是體型相對較大的物種,如大型貓科動物、犀牛鯨類牛科的一些物種。但不排除小型物種也在遭受著同樣的威脅,因為大型動物的種群數量和繁殖率等數據易於收集才引起了人們的重視。[19]

哺乳動物面臨的最大威脅是棲息地的破壞,而人類的活動的破壞性尤其明顯,因為人口的膨脹需要更多的土地來種植糧食、養殖牲畜、建造房屋和道路,掠奪各種自然資源。著名的例子是塔斯馬尼亞島上的袋狼,完全是因為人類大量捕殺而滅絕的。在亞馬遜雨林的刀耕火種的墾殖方式會造成土壤侵蝕和物種替換,導致樹棲的物種種群無法恢復。同時人類活動造成的污染也在威脅著哺乳動物的生境,為了追逐經濟利益而捕獵哺乳動物也是其受脅的原因之一。[19]

人類活動一方面對野生哺乳動物的生存環境構成了威脅,另一方面也通過引入再引入、建設自然保護區、指定有關法律等方式保護瀕危哺乳動物。

參考文獻[編輯]

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參考書目[編輯]

外部連結[編輯]

相關條目[編輯]

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