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2019 年,古生物學(xué)領(lǐng)域報(bào)道的哪個(gè)新物種/化石最令你印象深刻?
2020-04-24


作者:陽(yáng)洋
來源:知乎

早期哺乳類的進(jìn)化史由于中生代化石零碎等原因一直不甚清晰,但2019年的幾項(xiàng)發(fā)現(xiàn)讓我們對(duì)哺乳類早期歷史的認(rèn)識(shí)進(jìn)步了一大截,首先是迄今為止最早的哺乳類特殊舌骨結(jié)構(gòu)化石的發(fā)現(xiàn)。

現(xiàn)代哺乳類的幼崽生下來都會(huì)本能地吸吮乳汁,但吸吮這個(gè)看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)起來卻沒有那么簡(jiǎn)單,哺乳類實(shí)現(xiàn)吸吮靠的是其特殊的舌骨結(jié)構(gòu),與爬行動(dòng)物的簡(jiǎn)單棒狀舌骨不同,現(xiàn)生哺乳類的舌骨構(gòu)造是由甲狀舌骨、基舌骨、角舌骨和上舌骨組成的一個(gè)鞍狀關(guān)節(jié)。無論是現(xiàn)存最原始的鴨嘴獸,或是早早分化出去的有袋類,還是包括人類在內(nèi)絕大部分哺乳類所屬的真獸都擁有這種舌骨關(guān)節(jié),所以它們的幼仔都能吸吮乳汁,“哺乳類”這個(gè)名稱也由此得名。

如圖所示即使是現(xiàn)存最原始的單孔類也有與有胎盤類相類似的舌骨結(jié)構(gòu)

哺乳現(xiàn)象出現(xiàn)得相當(dāng)早,鴨嘴獸等單孔目說明在哺乳類還是卵生的時(shí)候就已經(jīng)進(jìn)化出這項(xiàng)能力了,但究竟起于何時(shí)卻一直沒有定論,許多發(fā)現(xiàn)的早期化石例如三尖齒叉獸是沒有這個(gè)舌骨結(jié)構(gòu)的,這也就意味著它們并不哺乳,也就不是名副其實(shí)的“哺乳”動(dòng)物。

2019年,在內(nèi)蒙古寧城發(fā)現(xiàn)的微小柱齒獸讓哺乳類特殊舌骨結(jié)構(gòu)的由來一下子追溯到了1.6億年前的侏羅紀(jì)。下圖為三尖叉齒獸、微小柱齒獸、狗的對(duì)比,可以看出來,微小柱齒獸的舌骨結(jié)構(gòu)已經(jīng)與現(xiàn)代哺乳類非常接近,而與更早的三尖叉齒獸明顯不同。

微小柱齒獸化石保存良好,其中舌骨部分更是完整的保存下來了,通過研究可以確信,微小柱齒獸是已知最早的具有哺乳類舌骨結(jié)構(gòu)的物種?,F(xiàn)在我們知道,至少?gòu)闹X獸類開始現(xiàn)代哺乳動(dòng)物祖先就已經(jīng)具有哺乳現(xiàn)象了,微小柱齒獸的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了從非哺乳合弓綱到真哺乳類中重要的一環(huán)。

除了微小柱齒獸外,另一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)是遼寧的蓋氏熱河俊獸,微小柱齒獸透露了舌骨演化的秘密,蓋氏熱河俊獸則是保存了聽骨演化的關(guān)鍵,哺乳類以外的其他脊椎動(dòng)物類群如兩棲類、爬行類、鳥類只有一塊聽小骨,而哺乳類的聽骨卻由錘骨、砧骨及鐙骨組成,更復(fù)雜的聽骨結(jié)構(gòu)帶來了優(yōu)良的傳導(dǎo)效果也使哺乳類擁有了更好的聽力,那么哺乳類多出的兩塊聽骨是哪來的呢?答案是下頜,其實(shí)這兩塊聽骨最初是原始下頜關(guān)節(jié)的一部分,相當(dāng)于爬行類的方骨和關(guān)節(jié)骨,只是在哺乳類的進(jìn)化過程中轉(zhuǎn)移到了中耳成為了聽覺系統(tǒng)的一部分。

(下圖所示早期合弓綱到現(xiàn)代哺乳類的聽骨進(jìn)化)

之前發(fā)現(xiàn)的哺乳型類動(dòng)物(Mammaliaformes)都保持著較為原始的下頜中耳狀態(tài),比如剛才提到的柱齒獸,而這次發(fā)現(xiàn)的蓋氏熱河俊獸則與之不同,研究人員利用高精度CL(Computed Laminography)掃描獲取了熱河俊獸化石的中耳立體結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示熱河俊獸的錘骨、砧骨呈疊覆式關(guān)系,處于從下頜關(guān)節(jié)向聽小骨演化的過渡狀態(tài)。這種接觸關(guān)系,與現(xiàn)生的單孔類以及已經(jīng)滅絕的真賊獸類(如樹賊獸)相似,而與現(xiàn)生獸類(有袋類和有胎盤類)和真三尖齒獸類(如胡氏遼尖齒獸)不同,說明熱河俊獸的進(jìn)化地位可能更接近鴨嘴獸等單孔類。

疊覆式示意圖

2019年新發(fā)現(xiàn)的這兩種原始哺乳類各自填補(bǔ)了哺乳類進(jìn)化史中不同方面的空白,雖然它們之間可能并非直系祖先,但如果把它們串起來,就會(huì)清晰的看出哺乳類各項(xiàng)特征的發(fā)展歷程:微小柱齒獸(進(jìn)化出哺乳能力)→蓋氏熱河俊獸(聽骨進(jìn)化)→胡氏遼尖齒獸(完整聽骨)→現(xiàn)代哺乳類

有了這兩種驚人的發(fā)現(xiàn),說2019年時(shí)哺乳類進(jìn)化研究的奇跡之年也不為過,此外,對(duì)蓋氏熱河俊獸高精度CL還有個(gè)意外發(fā)現(xiàn),就是上隅骨在熱河俊獸中處于從一塊獨(dú)立的骨骼逐漸變成與錘骨體愈合的狀態(tài),成為錘骨的后外側(cè)部分,這為中耳骨骼的同源性討論提供了重要證據(jù)。最后值得一提的是這兩種早期哺乳類都是在我國(guó)發(fā)現(xiàn)的,其實(shí)不只2019年,今年來我國(guó)的早期哺乳類研究獲得了很多重大突破,相信不久的未來還會(huì)有新的驚喜。


2019 年,古生物學(xué)領(lǐng)域報(bào)道的哪個(gè)新物種/化石最令你印象深刻?

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