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2019 年,古生物学领域报道的哪个新物种/化石最令你印象深刻?
2020-04-24


作者:阳洋
来源:知乎

早期哺乳类的进化史由于中生代化石零碎等原因一直不甚清晰,但2019年的几项发现让我们对哺乳类早期历史的认识进步了一大截,首先是迄今为止最早的哺乳类特殊舌骨结构化石的发现。

现代哺乳类的幼崽生下来都会本能地吸吮乳汁,但吸吮这个看似简单的动作实现起来却没有那么简单,哺乳类实现吸吮靠的是其特殊的舌骨结构,与爬行动物的简单棒状舌骨不同,现生哺乳类的舌骨构造是由甲状舌骨、基舌骨、角舌骨和上舌骨组成的一个鞍状关节。无论是现存最原始的鸭嘴兽,或是早早分化出去的有袋类,还是包括人类在内绝大部分哺乳类所属的真兽都拥有这种舌骨关节,所以它们的幼仔都能吸吮乳汁,“哺乳类”这个名称也由此得名。

如图所示即使是现存最原始的单孔类也有与有胎盘类相类似的舌骨结构

哺乳现象出现得相当早,鸭嘴兽等单孔目说明在哺乳类还是卵生的时候就已经进化出这项能力了,但究竟起于何时却一直没有定论,许多发现的早期化石例如三尖齿叉兽是没有这个舌骨结构的,这也就意味着它们并不哺乳,也就不是名副其实的“哺乳”动物。

2019年,在内蒙古宁城发现的微小柱齿兽让哺乳类特殊舌骨结构的由来一下子追溯到了1.6亿年前的侏罗纪。下图为三尖叉齿兽、微小柱齿兽、狗的对比,可以看出来,微小柱齿兽的舌骨结构已经与现代哺乳类非常接近,而与更早的三尖叉齿兽明显不同。

微小柱齿兽化石保存良好,其中舌骨部分更是完整的保存下来了,通过研究可以确信,微小柱齿兽是已知最早的具有哺乳类舌骨结构的物种。现在我们知道,至少从柱齿兽类开始现代哺乳动物祖先就已经具有哺乳现象了,微小柱齿兽的发现填补了从非哺乳合弓纲到真哺乳类中重要的一环。

除了微小柱齿兽外,另一项重大发现是辽宁的盖氏热河俊兽,微小柱齿兽透露了舌骨演化的秘密,盖氏热河俊兽则是保存了听骨演化的关键,哺乳类以外的其他脊椎动物类群如两栖类、爬行类、鸟类只有一块听小骨,而哺乳类的听骨却由锤骨、砧骨及镫骨组成,更复杂的听骨结构带来了优良的传导效果也使哺乳类拥有了更好的听力,那么哺乳类多出的两块听骨是哪来的呢?答案是下颌,其实这两块听骨最初是原始下颌关节的一部分,相当于爬行类的方骨和关节骨,只是在哺乳类的进化过程中转移到了中耳成为了听觉系统的一部分。

(下图所示早期合弓纲到现代哺乳类的听骨进化)

之前发现的哺乳型类动物(Mammaliaformes)都保持着较为原始的下颌中耳状态,比如刚才提到的柱齿兽,而这次发现的盖氏热河俊兽则与之不同,研究人员利用高精度CL(Computed Laminography)扫描获取了热河俊兽化石的中耳立体结构,结果显示热河俊兽的锤骨、砧骨呈叠覆式关系,处于从下颌关节向听小骨演化的过渡状态。这种接触关系,与现生的单孔类以及已经灭绝的真贼兽类(如树贼兽)相似,而与现生兽类(有袋类和有胎盘类)和真三尖齿兽类(如胡氏辽尖齿兽)不同,说明热河俊兽的进化地位可能更接近鸭嘴兽等单孔类。

叠覆式示意图

2019年新发现的这两种原始哺乳类各自填补了哺乳类进化史中不同方面的空白,虽然它们之间可能并非直系祖先,但如果把它们串起来,就会清晰的看出哺乳类各项特征的发展历程:微小柱齿兽(进化出哺乳能力)→盖氏热河俊兽(听骨进化)→胡氏辽尖齿兽(完整听骨)→现代哺乳类

有了这两种惊人的发现,说2019年时哺乳类进化研究的奇迹之年也不为过,此外,对盖氏热河俊兽高精度CL还有个意外发现,就是上隅骨在热河俊兽中处于从一块独立的骨骼逐渐变成与锤骨体愈合的状态,成为锤骨的后外侧部分,这为中耳骨骼的同源性讨论提供了重要证据。最后值得一提的是这两种早期哺乳类都是在我国发现的,其实不只2019年,今年来我国的早期哺乳类研究获得了很多重大突破,相信不久的未来还会有新的惊喜。