侏羅紀革命:新化石重新定義哺乳動物祖先

知新了了 2024-04-08 13:51:50

在中國發現的侏羅紀標本闡明了哺乳動物牙齒、下颚和耳朵的進化。

由美國自然曆史博物館和中國科學院領導的一個國際古生物學家小組發現了侏羅紀時期的新化石,爲哺乳動物的早期進化提供了新的見解。今天在《自然》雜志上發表的兩項連續研究詳細介紹了這些發現,它們可能會改變科學家重建哺乳動物生命之樹最早分支的方式。

第一篇論文關注的是Shutheriids,這是一種老鼠大小的哺乳動物,其臼齒與任何現存哺乳動物的臼齒都不同。這些動物的進化位置一直備受爭議,但它們與南方蛇目動物有關,包括今天的單孔哺乳動物 —— 産卵的哺乳動物,如鴨嘴獸。研究人員分析了兩個新發現的保存完好的Shutheriids骨骼化石,它們生活在1.68 - 1.64億年前的內蒙古地區,研究人員發現,這些動物的臼齒更像另一種已滅絕的哺乳動物 —— 齒齒獸。他們還確定這兩個標本屬于一個新的屬和種,他們將其命名爲“Feredocodon chowi”。

美國自然曆史博物館古生物部館長、《自然》雜志兩篇論文的通訊作者孟金(音譯)和中國科學院的毛方遠說,當你看化石記錄時,無論是哺乳動物還是其他動物,牙齒都是你最有可能恢複的身體部位。然而,自20世紀80年代以來,在Shutheriids中看到的令人費解的牙齒形狀,一直是我們努力了解早期哺乳動物進化的障礙。這些新的標本讓我們解決了這個長期存在的問題。

哺乳動物中耳的進化

第二項研究也是由孟金和毛方遠領導的,是基于周氏近柱齒獸和第二個新物種的頭骨化石,這些新物種被命名爲楊氏滇尖齒獸,生活在2.01億至1.84億年前。在這項研究中,研究人員觀察了中耳的結構,中耳賦予了現代哺乳動物地球上最敏銳的聽覺。

現代哺乳動物的中耳位于鼓膜內部,它能將空氣中的振動轉化爲內耳液體中的波紋。中耳有三塊骨頭,或稱聽小骨,這是哺乳動物獨有的特征。爬行動物和鳥類只有一根中耳骨。科學家們知道,在包括蜥蜴、鳄魚和恐龍在內的哺乳動物群體的早期進化過程中,形成颌骨關節的骨頭是分開的,並與聽力有關。新發現的標本爲這種轉變提供了令人信服的化石證據。

這種轉變始于一種具有雙颌關節的祖先動物,這種特征是哺乳動物的關節在外面,爬行動物的關節在裏面。對更古老的化石(年輕的楊氏滇尖齒獸)的分析表明,它的兩個關節中的一個,爬行動物關節,開始失去處理咀嚼産生的力量的能力。較年輕的標本(周氏近柱齒獸)已經有了哺乳動物的中耳,形成並適應專門用于聽力。

“自達爾文時代以來,科學家們一直試圖了解哺乳動物中耳是如何進化的,”孟金說。“雖然古生物學的發現在過去的幾十年裏幫助揭示了這一過程,但這些新化石揭示了一個關鍵的缺失環節,豐富了我們對哺乳動物中耳逐漸進化的理解。”

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知新了了

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