來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所等單位的科研人員,通過研究內(nèi)蒙古寧城道虎溝出土的1.68—1.64億年前的兩個化石標(biāo)本,建立了蜀獸的一個新屬種——周氏近柱齒獸。同時,他們還研究了哺乳動物牙齒演化,對單孔類(現(xiàn)生動物代表如鴨嘴獸等)的起源提出了新的觀點(diǎn),改寫了哺乳動物生命樹早期演化的結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究成果4月3日在線發(fā)表于《自然》雜志。
周氏近柱齒獸和楊氏滇尖齒獸生態(tài)重建
圖片來源:中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所官網(wǎng)
早期哺乳動物牙、耳如何演化?
伴隨著越來越多古老化石的出土,古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),早在2億年前的侏羅紀(jì),最早的哺乳動物就已經(jīng)出現(xiàn)了。三疊紀(jì)中后期,爬行動物便開始朝著哺乳動物的方向進(jìn)化,在這一演化過程中,有兩個最為重要的形態(tài)和功能變化,表現(xiàn)在牙齒從簡單到復(fù)雜以增加食物的攝取能力,下頜頭骨關(guān)節(jié)變?yōu)橹卸牴墙M合以提高聽覺效力。
牙齒特征是鑒定哺乳動物同源關(guān)系,即哺乳動物“認(rèn)親”的關(guān)鍵要素。
1982年,中國科學(xué)院院士周明鎮(zhèn)和澳大利亞維多利亞博物館資深研究員托馬斯·里奇合作,報道了產(chǎn)自四川自貢地區(qū)侏羅系一段帶頰齒的下頜標(biāo)本,建立了董氏蜀獸。
蜀獸具有特殊的下臼齒,跟座位于三角座的前端而非后端。這種特殊的假磨楔齒在咬合過程中,上原尖咬在下跟座里,上下齒尖、齒脊間既有剪切,又有擠壓研磨功能,是哺乳動物特有的高效處理消化食物的方式。
在最近20年中,占主導(dǎo)地位的觀點(diǎn)認(rèn)為,蜀獸這種具有假磨楔齒的類群,和澳大利亞磨楔齒類(包括現(xiàn)生單孔類)的關(guān)系最近。然而,有些學(xué)者并不認(rèn)同,他們發(fā)現(xiàn),蜀獸牙齒和澳大利亞磨楔齒類的差別巨大,從形態(tài)、功能和演化上都存在無法解釋的難點(diǎn)。
與此同時,學(xué)術(shù)界對蜀獸與柱齒獸(侏羅紀(jì)時期的一種哺乳動物)的同源關(guān)系也存爭議。有觀點(diǎn)認(rèn)為,蜀獸假跟座的牙齒特征與柱齒獸類相對應(yīng),因此將蜀獸歸入到柱齒獸類。還有觀點(diǎn)認(rèn)為,蜀獸具有和磨楔齒一樣的三角座,而柱齒獸不存在三角座,因此柱齒獸的假跟座和蜀獸的假跟座是獨(dú)立起源的。
科研人員此次借助不同的高精度CT開展了多次掃描,最終將內(nèi)蒙古寧城道虎溝出土的中侏羅紀(jì)的兩塊標(biāo)本,確認(rèn)為蜀獸,并對假磨楔齒的概念提出了全新的解釋。
周氏近柱齒獸正、副型標(biāo)本
圖片來源:中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所官網(wǎng)
在第一篇論文中,研究人員對內(nèi)蒙古道虎溝中侏羅紀(jì)時期(1.68億年至1.64億年前)的兩個標(biāo)本進(jìn)行了研究,建立了一個蜀獸新屬種“周氏近柱齒獸”,并根據(jù)牙齒研究的系列證據(jù)提出了一種新的解釋:蜀獸的假磨楔齒與南方磨楔齒類無關(guān),而與另一種已滅絕的哺乳動物的臼齒模式同源。該研究對單孔類的起源提出了新的觀點(diǎn),改寫了哺乳動物生命樹早期演化的結(jié)構(gòu)。
第二篇論文研究了來自云南祿豐早侏羅紀(jì)(2.01億年至1.84億年前)的第二種新發(fā)現(xiàn)的、更原始的哺乳動物“楊氏滇尖齒獸”和上述“周氏近柱齒獸”的中耳。這兩個新屬種的標(biāo)本,提供了迄今為止中生代哺乳形動物中保存最為完整的下頜中耳結(jié)構(gòu),補(bǔ)上了從雙頜骨關(guān)節(jié)到過渡型中耳單頜關(guān)節(jié)中間缺失的演化證據(jù)。
中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員毛方園表示,研究為哺乳動物中耳演化這個世界難題提供了以中國材料為基礎(chǔ)的完整證據(jù)鏈。中耳演化和牙齒演化的成果,將促進(jìn)早期哺乳動物演化研究翻開新篇章。
綜合來源:中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所、科技日報、中國新聞網(wǎng)等