Hàm và tai giữa

Hadrocodium, hóa thạch có niên đại từ thế Jura sớm, cung cấp bằng chứng rõ ràng đầu tiên về khớp hàm và tai giữa của động vật có vú thực sự, trong đó khớp hàm được hình thành bởi xương răng và xương squamosal trong khi xương khớp và xương vuông di chuyển lên tai giữa, nơi chúng được gọi là xương đe và xương búa.

Một phân tích về chi Teinolophos đơn huyệt cho thấy loài động vật này có khớp hàm trước thú có vú được hình thành bởi xương góc và xương vuông và tai giữa của thú có vú rõ ràng tiến hóa hai lần hoàn toàn độc lập, trong các loài đơn huyệt và ở theria, nhưng ý tưởng này bị tranh cãi. Trên thực tế, hai trong số các tác giả của đề xuất này đã đồng xuất bản một bài báo diễn giải lại các đặc điểm tương tự như bằng chứng cho thấy Teinolophos là một thú mỏ vịt đầy đủ, có nghĩa là nó sẽ có khớp hàm và tai giữa của động vật có vú.

Tiết sữa

Có ý kiến cho rằng chức năng ban đầu của tuyến sữa là giữ ẩm cho trứng. Phần lớn lập luận dựa trên các loài Đơn huyệt (động vật có vú đẻ trứng):

• Trong khi trứng ối thường được mô tả là giúp cho các sinh vật ban đầu ra khỏi nước, hầu hết trứng bò sát thực sự cần độ ẩm nếu không chúng sẽ bị khô.
• Thú Đơn huyệt không có núm vú, nhưng tiết ra sữa từ một mảng lông trên bụng của chúng.
• Trong quá trình ấp, trứng Đơn huyệt được bao phủ trong một chất dính mà nguồn gốc không được biết đến. Trước khi đẻ trứng, vỏ của chúng chỉ có ba lớp. Sau đó, một lớp thứ tư xuất hiện với thành phần khác với lớp thứ ba. Chất dính và lớp thứ tư này có thể đã được sản xuất bởi các tuyến vú.
• Nếu vậy, điều đó có thể giải thích tại sao các mảng mà từ đó các loài thú đơn huyệt tiết ra sữa có lông. Nó dễ dàng lan truyền độ ẩm và các chất khác cho trứng từ một khu vực rộng, nhiều lông, hơn là từ một núm vú nhỏ, trần trụi.

Nghiên cứu sau đó đã chứng minh rằng casein đã xuất hiện ở tổ tiên động vật có vú phổ biến vào khoảng từ 200-310 triệu năm trước. Câu hỏi về việc liệu một chất tiết ra để giữ ẩm cho trứng được chuyển thành chức năng tiết sữa thực sự vẫn bỏ ngỏ. Một thú có vú nhỏ gọi là Sinocodon, thường được coi là nhóm chị em của tất cả các động vật có vú sau này, có răng cửa ở cả những cá thể nhỏ nhất. Kết hợp với một hàm lỏng lẻo, rất có thể chúng không bú được. Do đó, con nhỏ biết bú có thể đã tiến hóa ngay tại giai đoạn chuyển đổi trước động vật có vú/động vật có vú. Tuy nhiên, tritylodontid, thường được coi là cơ bản hơn, cho thấy bằng chứng về con bú. Morganucodontan, cũng được coi là một loài thuộc nhóm Mammaliaforme cơ bản, cũng có bằng chứng cho thấy khả năng tiết sữa.

Tóc và lông mao

Bằng chứng rõ ràng đầu tiên về tóc hoặc lông mao là trong hóa thạch của Castorocauda và Megaconus, từ 164 triệu năm trước ở giữa kỷ Jura.[37] Vì cả hai loài động vật có vú Megaconus và Castorocauda đều có bộ lông kép, với cả lông bảo vệ và lớp lông lót, có thể giả định rằng tổ tiên chung cuối cùng của chúng cũng sơ hữu đặc điểm như vậy. Loài vật này hẳn là từ kỷ Tam Điệp vì nó là tổ tiên của Tikitherium. Gần đây, việc phát hiện ra tàn dư của tóc trong phân hóa thạch từ kỷ Permi đẩy lùi nguồn gốc của lông động vật có vú sớm hơn nhiều trong dòng động vật Một cung bên thành Bộ Cung thú ở đại Cổ Sinh.

Vào giữa những năm 1950, một số nhà khoa học đã giải thích lỗ thông ở hàm trên và mảnh tiền hàm trên của cynodont là các kênh cung cấp mạch máu và dây thần kinh cho bộ cảm nhận rung động (râu ria) và cho rằng đây là bằng chứng về tóc hoặc lông. Tuy nhiên, người ta đã sớm chỉ ra rằng các lỗ thông không nhất thiết phải cho thấy rằng một con vật có cơ quan cảm thụ rung động; loài thằn lằn hiện đại Tupinambis có lỗ thông gần giống với Thrinaxodon.

Tuy nhiên, các nguồn phổ biến vẫn tiếp tục gán râu cho Thrinaxodon. Một hóa thạch dấu vết từ thế Hạ Tam Điệp đã bị coi nhầm là dấu chân của cynodont cho thấy tóc, nhưng cách giải thích này đã bị bác bỏ. Một nghiên cứu về các khe hở sọ cho thấy các dây thần kinh mặt kết nối với râu ở các động vật có vú còn tồn tại cho thấy Prozostrodontia, tổ tiên nhỏ của động vật có vú, cho thấy râu ria tương tự như động vật có vú, nhưng các Cung thú kém tiên tiến hơn sẽ không có râu hoặc râu không năng động. Lông có thể đã tiến hóa từ râu ria. Bản thân râu ria có thể đã tiến hóa như một phản ứng với lối sống về đêm và/hoặc đào hang.

Ruben & Jones (2000) lưu ý rằng các tuyến Harderia, tiết ra lipid để bọc lông, đã có mặt ở các thú có vú sớm nhất như Morganucodon, nhưng không có trong các Cung thú gần động vật có vú như Thrinaxodon. Mã gen di truyền Msx2 dùng để duy trì lông mao cũng có liên quan đến sự đóng mắt đỉnh ở động vật có vú, cho thấy lông và thiếu mắt đỉnh có liên quan. Mắt đỉnh có mặt ở Thrinaxodon, nhưng không có trong các cynognath tiên tiến hơn (Probainognathia).

Máu nóng

"Máu nóng" là một thuật ngữ mơ hồ, do nó chỉ một trong số các kiểu hệ trao đổi chất dưới đây:

• Nội nhiệt, khả năng tạo nhiệt bên trong hơn là lấy nhiệt thông qua các hành vi như phơi nắng hay từ hoạt động cơ bắp.
• Đẳng nhiệt, duy trì nhiệt độ cơ thể khá ổn định. Hầu hết các enzyme có nhiệt độ hoạt động tối ưu; hiệu quả giảm nhanh chóng ngoài phạm vi chuyên biệt. Một sinh vật đẳng nhiệt nhỏ chỉ cần một vài các enzyme hoạt động trong vùng nhiệt độ nhỏ.
• Trao đổi chất nhanh. duy trì tốc độ trao đổi chất nhanh, nhất là lúc nghỉ. Điều này đòi hỏi nhiệt độ cơ thể khá cao và ổn định do hiệu ứng Q10: các quá trình sinh hóa bị chậm đi khoảng một nửa nếu thân nhiệt của động vật giảm 10 °C.

Vì các nhà khoa học không thể biết về cơ chế bên trong của các sinh vật đã tuyệt chủng, hầu hết các cuộc thảo luận tập trung vào hệ trao đổi chất nhanh và đẳng nhiệt. Tuy vậy, người ta thường đồng ý rằng hệ nội nhiệt tiến hóa lần đầu ở các loài không phải động vật có vú như dicynodont, có tỷ lệ cơ thể liên quan đến sự giữ nhiệt, xương mạch máu với kênh Haversia, và có thể đa mọc lông mao. Gần đây, có ý kiến cho rằng trao đổi chất nội nhiệt đã phát triển từ xa xưa ở chi Ophiacodon.