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2019 年,古生物學領域報道的哪個新物種/化石最令你印象深刻?
2020-04-24


作者:陽洋
來源:知乎

早期哺乳類的進化史由于中生代化石零碎等原因一直不甚清晰,但2019年的幾項發現讓我們對哺乳類早期歷史的認識進步了一大截,首先是迄今為止最早的哺乳類特殊舌骨結構化石的發現。

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

如圖所示即使是現存最原始的單孔類也有與有胎盤類相類似的舌骨結構

哺乳現象出現得相當早,鴨嘴獸等單孔目說明在哺乳類還是卵生的時候就已經進化出這項能力了,但究竟起于何時卻一直沒有定論,許多發現的早期化石例如三尖齒叉獸是沒有這個舌骨結構的,這也就意味著它們并不哺乳,也就不是名副其實的“哺乳”動物。

2019年,在內蒙古寧城發現的微小柱齒獸讓哺乳類特殊舌骨結構的由來一下子追溯到了1.6億年前的侏羅紀。下圖為三尖叉齒獸、微小柱齒獸、狗的對比,可以看出來,微小柱齒獸的舌骨結構已經與現代哺乳類非常接近,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構的物種?,F在我們知道,至少從柱齒獸類開始現代哺乳動物祖先就已經具有哺乳現象了,微小柱齒獸的發現填補了從非哺乳合弓綱到真哺乳類中重要的一環。

除了微小柱齒獸外,另一項重大發現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鍵,哺乳類以外的其他脊椎動物類群如兩棲類、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,更復雜的聽骨結構帶來了優良的傳導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,其實這兩塊聽骨最初是原始下頜關節的一部分,相當于爬行類的方骨和關節骨,只是在哺乳類的進化過程中轉移到了中耳成為了聽覺系統的一部分。

(下圖所示早期合弓綱到現代哺乳類的聽骨進化)

之前發現的哺乳型類動物(Mammaliaformes)都保持著較為原始的下頜中耳狀態,比如剛才提到的柱齒獸,而這次發現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構,結果顯示熱河俊獸的錘骨、砧骨呈疊覆式關系,處于從下頜關節向聽小骨演化的過渡狀態。這種接觸關系,與現生的單孔類以及已經滅絕的真賊獸類(如樹賊獸)相似,而與現生獸類(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年新發現的這兩種原始哺乳類各自填補了哺乳類進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,就會清晰的看出哺乳類各項特征的發展歷程:微小柱齒獸(進化出哺乳能力)→蓋氏熱河俊獸(聽骨進化)→胡氏遼尖齒獸(完整聽骨)→現代哺乳類

有了這兩種驚人的發現,說2019年時哺乳類進化研究的奇跡之年也不為過,此外,對蓋氏熱河俊獸高精度CL還有個意外發現,就是上隅骨在熱河俊獸中處于從一塊獨立的骨骼逐漸變成與錘骨體愈合的狀態,成為錘骨的后外側部分,這為中耳骨骼的同源性討論提供了重要證據。最后值得一提的是這兩種早期哺乳類都是在我國發現的,其實不只2019年,今年來我國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有新的驚喜。


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