海狮、海象和海豹的牙齿也变成了适合捕鱼的锥形齿，即使是具有坚硬外壳的贝类，在它们看来也是小菜一碟。海象还有两颗长长的犬齿，尤其是雄性海象的犬齿更大，这是它们在争夺伴侣时的强悍武器。
海牛则属于另一种海洋哺乳动物，它们是生活在海洋或河流入海口的有蹄类。不过它们已经名不副实了，蹄早就因为适应水中的生活而退化，前肢变成了桨状，后肢则完全退化。整个身体变得像个鱼雷，就连尾巴也成了宽阔的尾鳍，实在是面目全非。
海牛以水生植物为食，最早的海牛类化石与始祖象一起被埋在始新世的地层里，而且两者的牙齿也有一定的相似之处。早期海牛类的后代，有些在大西洋两侧的非洲和美洲沿岸演变成今天的海牛，而另一些则在太平洋和印度洋的海边发展成现代的儒艮，也就是传说中的“美人鱼”。因为雌性儒艮常常用它的胸鳍把幼崽抱出海面哺乳，所以在傍晚或朦胧的月色中，人们就误以为是看见了半身人形、半身鱼尾的神奇“美人鱼”。其实，儒艮并不像人们想象中那么美丽，成年个体头小身大，体长3米左右，体重可达500千克，吻部前伸，嘴向下张开，雄性门牙突出口外，状如獠牙，眼睛、耳朵都很小，皮肤褶皱也很多。但它们性情谦和、安详，往往三五只或十余只成群出没于浅海地带，同伴之间常常以鼻相碰以示友好，很少争斗。或许它们真的可以说：“我很丑，但我很温柔。”
地球上最成功的海洋哺乳动物可能要数鲸类了。它们的身体和四肢几乎已经演变得像鱼一样，“鲸鱼”就是人们对它的习惯性称呼。当然，它们不是鱼类，而是温血的胎生哺乳动物。与其他动物相比，它们还拥有很高的智力呢。
鲸类包括齿鲸和须鲸两大类，大多数的鲸类和江豚、海豚都属于齿鲸，它们的嘴巴里长着锋利的牙齿，捕鱼的本领非常高超。而须鲸没有牙齿，它们用口中纤维状的鲸须从水里过滤浮游生物为食。可能是因为海洋中拥有丰富的浮游生物，所以须鲸类向着巨型化发展，例如现代的蓝鲸，身体可以长到接近40米长，体重超过150吨，称得上是今天地球上的超重量级居民了。
今天的各种鲸类有着光滑的皮肤和流线型的体型，巨大的尾部推动着它们在碧海中游动。但是，在它们投入大海的怀抱之前，它们的祖先也曾经是四肢发达的陆生动物。
以前人们在研究鲸类化石的过程中，曾经发现过一些陆生哺乳动物和现代鲸类之间的过渡类型。而本世纪初，在巴基斯坦发现了2具完全是陆生的古鲸化石。它们有肉食的牙齿，长得有点像狗，但尾巴比狗更长，嘴更凶猛，眼睛比较小，身体分别像狼和狐狸那么大。它们的耳朵部位有几块奇特的骨头，形状与鲸类动物所独有的相同部位的骨头非常相像。但颈椎、腰椎和后肢的骨骼结构却表明，它们善于在陆地上奔跑，而且踝关节的构造与陆地上的偶蹄类动物相似。
从骨骼的复原情况来看，它们很像一条嘴很长的狗或狼，与庞大而优雅的鲸相比，好像没有半点相似之处，然而它们确实是鲸的祖先。
过去人们认为，鲸类是从一种已经灭绝的叫做中兽类的古老哺乳动物演化而来的，但巴基斯坦古鲸的发现，又把鲸和古老的偶蹄类动物联系在了一起，看来它们的起源问题还值得人们继续探索。不管它们的祖先究竟是谁，有一点是可以肯定的，那就是它们曾经在陆地上飞奔着追踪猎物。直到距今5700万年前的始新世初期，这些食肉动物在生活环境的压力下，开始转入海洋。它们的躯体发生了深刻的变化。渐渐地，它们的四肢退化了，尾部越来越强壮，并且变成了类似桨的形状，用来推动身体前进。从此，“海中巨兽”
的桂冠就戴到了这些哺乳动物的头上。
到天空中狩猎如果说海洋是一些哺乳动物的乐园，那么天空也同样是另一些哺乳动物的天堂，蝙蝠就是天堂中的精灵。
为了能够在天空中飞翔，蝙蝠也必须掌握特别的本领，它们身体特化的方式与中生代的翼龙有着惊人的相似。
蝙蝠的前肢骨骼伸长，除了大拇指以外的其他指骨也伸长，这样就能够支撑起足够大的皮膜，形成翅膀用来飞形。但是，蝙蝠类的后肢却变得很纤弱，以至于它们到了地面上几乎是“寸步难行”。我们有时候就能看见它们在地上缓慢爬行的情景。不过，蝙蝠类的后肢并非无所用处，它们能够借助后肢上的爪倒挂在树上或者粗糙的岩洞顶部。“倒挂金钟”的睡觉功夫它们倒是施展得一流。
与今天的鸟类相比，蝙蝠的飞行能力或许算不了什么，但它们却能在夜间绝大多数鸟类睡觉的时候，凭借独特的声呐自由飞行，哪怕伸手不见五指，它们照样畅行无阻，准确地捕食各种昆虫。
当然，并不是所有的蝙蝠都是靠昆虫为食，食果蝠就是个素食者。它们以水果为食，而且还可以帮助果树传播花粉呢。东南亚种植的榴莲，主要就是靠食果蝠来传粉的。而热带美洲的吸血蝠则从其他哺乳动物和鸟类身上吸食血液，以此为生。所以在人们的印象中，吸血蝠的形象总是那么贪婪和恐怖。
现存的蝙蝠已经成为仅次于啮齿类的第二大哺乳动物类群，目前已知最早的蝙蝠化石发现于北美洲始新世早期的地层中，叫“伊卡洛蝠”，它用自己历经千百万年的身体，向人们展示了古老蝙蝠的悠久历史。
哺乳动物基因解锁
哺乳动物的基本特征在于它们妊娠期间通过胎盘以及分娩后通过乳汁哺育幼崽的方式。最近两项对泌乳和胎盘基因的研究指明了这一特征是何时，并怎样在人类、爬行动物以及鸟类的共同祖先身上出现的。
因为爬行动物和鸟类都是卵生的，而我们哺乳动物则是胎生的（除了鸭嘴兽和针鼹这两个例外），也就是说小生命由母体分娩出来，然后用乳汁把它们喂养长大。如此鲜明的特征，正是“哺乳动物”这一称谓的来源。胎生与哺乳相结合，使我们哺乳动物成为进化的大赢家，身影遍布整个星球。但这一组合也让科学家们伤透了脑筋。自19世纪达尔文提出进化论以来，他们就一直在琢磨这场生殖革命的演化机制。要是能有一部时间机器就好了……基因或许就是一部这样的时间机器。最近便有两个研究小组从中找到了一些全新的信息。瑞士洛桑大学遗传及进化专家恩里克·卡斯曼（HenrikKaessmann）和美国斯坦福大学分子生物学家茱莉·贝克（JulieBaker）通过对现有物种基因的分析比较，阐明了哺乳动物进化中的两个关键阶段，那就是哺乳取代产卵，以及胎盘的出现。
3.2亿年前，两栖动物从水中走上了陆地，但仍需回到水中去产卵。它们是怎样孕育出纯粹的陆生动物的呢？
这是一个有关蛋壳的故事。蜥形纲（sauropsida）动物———现代爬行动物、恐龙和鸟类的祖先———选择了坚硬防水的蛋壳。而下孔亚纲（synapsida）动物———即后来衍变成现代哺乳动物的似哺乳爬行类的祖先，则以不同的方式进化。这是美国生物学家奥拉夫·奥夫特达尔（OlafOfteda）于2002年得出的结论。他对表皮腺体的进化进行了专门的研究，并对爬行动物、鸟类以及单孔目动物（卵生的哺乳动物，如今仅剩鸭嘴兽和针鼹两种，它们是已灭绝的下孔亚纲爬行动物和“真”哺乳动物间的中间形态）这三者的卵作了深入比较。奥夫特达尔认为，为了摆脱水生环境的羁绊，下孔亚纲动物可能从皮肤分泌出一种液体，以保护它们软壳的卵不致因干燥而夭折。这种液体可能就是乳汁的前身。
找到了源头，这段历史还不算完整，还必须弄清起保湿作用的分泌液是如何逐渐变成富含营养的乳汁的。恩里克·卡斯曼完成了这项工作。在对比了三大类哺乳动物中最具代表性的几种动物（单孔目的鸭嘴兽、有袋目的负鼠、胎盘类的人和狗）以及一种蜥形动物（鸡）的基因组之后，这位遗传学家为哺乳动物进化史上这一关键阶段勾勒出一幅乱真的画卷。他解释说，线索来自一种基础物质———酪蛋白（CSN），这是乳汁中一种富含钙的蛋白质，“它可能起源于一种分泌型钙结合磷蛋白（SCPP）类的始祖基因。”SCPP是个蛋白质大家族，连形成牙釉质的基因也是其成员。
关键的酪蛋白
卡斯曼认为：“该始祖基因在复制过程中，某个副本可能发生了进化，从而获得了新的功能。”如为保湿分泌液注入养分，使之成为小生命孵化后实实在在的食物。下孔亚纲动物的后代很可能像鸭嘴兽的幼崽那样，通过舔舐母亲的被毛，享用那些从表皮渗出的营养液体（雌鸭嘴兽身上有乳腺，但没有乳房）。卡斯曼在鸭嘴兽身上发现了近似人类酪蛋白的基因痕迹，通过对其进行序列分析，他推断“该蛋白可能于2.5亿年前便出现在哺乳动物的共同祖先身上”，而并非如先前研究所推测的那样，略在单孔目动物与其他哺乳动物分道扬镳之先，即约1.7亿年前。
单孔目动物同时具有卵生和分泌乳汁的特征，这使它们成为进化过程中中间状态的鲜明写照。由酪蛋白掀起的变革将在其他哺乳动物身上逐步完成。
“酪蛋白赋予乳汁以养分，使它渐渐替代卵黄所含的关键蛋白质卵黄蛋白原（VTG），成为新的营养源泉。”卡斯曼补充道。VTG在幼崽生长发育中所起的作用越来越小，逐渐消失。“我们在有袋目和胎盘类动物身上都能找到VTG基因的片段，甚至人类也不例外，不过它们的功能都已不再……根据这些片段，我们推算出它们失效的大致时期。”
我们知道，基因失活状态持续的时间越长，它所累积的突变就越多。经过对几类哺乳动物基因组内累积的突变进行辑录和对比，卡斯曼的研究组弄清了事件发生的顺序。在与VTG合成有关的3种基因中，VTG3在约1.7亿年前最先失活，这大致是现代单孔目动物的祖先与其他哺乳动物祖先出现分化的时期。至于VTG3失活究竟是先于还是晚于这一分化，现在尚无法确定。然后是1.4亿年前，VTG1失活。最后轮到VTG2，它于5000万年前在胎盘类动物身上失活，并于此后不久，在有袋目动物身上失活。卵生的鸭嘴兽作为原始下孔亚纲动物的最后孑遗，总算保留了一个仍然发挥作用的VTG杂合基因，但在漫漫的进化历程中，它同样失去了上述这几种基因，由此可见酪蛋白的效力真是非常强大（鸭嘴兽的毛孔里就在分泌酪蛋白）。
现在一切都顺理成章了。有了营养丰富的乳汁，原始哺乳动物的幼崽（单孔目除外）再也不需要盛满蛋白质的大蛋，它们这一支也就慢慢失去了VTG基因。蛋越变越小，最后仅剩其核心内容———胚胎，从而使另一个养分来源———胎盘变得不可或缺。母体可以通过这个界面向胚胎供给营养并进行生命物质的交换，如氧气、二氧化碳、荷尔蒙等。要知道由卵子和精子结合形成的受精卵几乎不带任何养分。胎盘的出现标志着兽亚纲（theria）哺乳动物的兴起，它们在1.48亿年前又分成有袋目和胎盘类两大支。有袋目动物的胎盘停滞在原始状态（小生命出生时几乎还是胎儿，要到母兽身上生有乳房的育儿袋里发育长大），而胎盘类动物（又称真兽亚纲动物，即现今所有其他哺乳动物）的胎盘就比较发达了。
胎盘形成的两个步骤
人们对胎盘出现这个至关重要的阶段了解甚少。我们一直怀疑胎盘是从远古卵壳内壁上那层供氧薄膜进化而来，仅此而已，并没有十分确凿的证据。
茱莉·贝克及其研究团队进行的遗传学研究终于为我们带来了答案。她介绍道：“我们的假设是，通过分析胎盘形成过程中获得表达的基因，便可破解胎盘进化机制的奥秘。”于是，贝克团队对爬行动物、鸟类、小鼠和人类妊娠特异基因进行了比较。
出乎意料的是，一个基因便可诉说泌乳的来龙去脉，而胎盘的形成却要调动上百个基因。不过最大的发现在于，活跃于妊娠前半程的基因，与活跃于妊娠后半程的基因是截然两类，而这仅从胎盘的外观上一点也看不出来！
在妊娠的前半程，活跃的都是些与新陈代谢、生长有关的基因，它们被“借调”来参与妊娠活动。这些基因在进化过程中被保护得相当好，因为在爬行类和鸟类身上也存在着类似基因。在妊娠后半程，相反，活跃的则是一些非常多样的新兴基因，这些基因不但是哺乳动物所特有的，而且还是其各大类———如啮齿目、灵长目所特有的。这就解释了哺乳动物的妊娠活动为何各有千秋。如大象的孕期为22个月，每次只产一胎，而小鼠的孕期为21天，一窝可产10胎……
所有这些结论还有待进一步证实，但它们意味着胎盘的出现一定非常迅速，很可能与新近提出的距今1亿年到9000万年前胎盘类动物种类大爆炸有关。不管怎样，这一研究给正在全面改写中的物种编年史提供了新的素材。
就让这些新派考古学家乘着基因时间机器到历史中去寻找答案吧！