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【光明日报】一亿多年前化石揭示哺乳动物中耳演化新模式

发表日期:2019-11-29来源:放大 缩小

  中耳对哺乳动物听力至关重要,哺乳动物中耳的演化机制一直是科学家关注的热点之一。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王海冰、王元青和美国自然历史博物馆孟津,通过对最新发现的大约1.2亿年前早白垩世多瘤齿兽类新属种——盖氏热河俊兽化石的研究,提出一种新的哺乳动物中耳演化模式。

  11月28日,国际科学期刊《自然》在线发表了该研究成果。

  在脊椎动物演化历史中,哺乳动物中耳演化通常被认为是生物重演律的经典案例:哺乳动物中耳经历了从下颌中耳、过渡型中耳,到典型哺乳动物中耳的三个演化阶段。但不同中耳演化阶段在各哺乳动物支系中发生的时间和机制,一直是研究的难点。

盖氏热河俊兽正型标本(王海冰 供图)

  一件最新发现的化石,为研究早期哺乳动物耳区演化提供了直接证据。该化石发现于辽宁凌源敞子沟下白垩统九佛堂组,距今约1.2亿年,代表了多瘤齿兽类始俊兽科的新物种,并被命名为盖氏热河俊兽,其正型标本中保存了完整的中耳结构。

  通过对盖氏热河俊兽的正型标本的研究,基于形态学和系统发育分析结果,研究人员对哺乳动物中耳演化在异兽类(多瘤齿兽+贼兽类)的演化机制提出新的假说。在中生代哺乳动物中,异兽类至少在大约1.6亿年前的中/晚侏罗世就已经演化出典型哺乳动物中耳。而在同一时期,甚至更晚的早白垩世,其他已知的所有哺乳动物类群都还保留了过渡型中耳。

  研究人员提出,在哺乳动物中耳演化中,锤骨-砧骨的关节(原始颌关节)与齿骨-鳞骨颌关节(次生颌关节)是协同演化的,叠覆型的原始颌关节能够减少中耳骨骼在空间上的限制。异兽类也存在一个过渡型中耳的演化阶段,但持续的时间很可能比其他所有哺乳动物类群短,其演化机制很可能是因为异兽类独特的齿骨-鳞骨颌关节及其取食方式对中耳脱离下颌提供了比其他类群更为显著的选择压力,因此加速了中耳的演化,致使异兽在至少1.6亿年前,早于其他所有哺乳动物类群就演化出典型哺乳动物中耳。(光明日报全媒体记者陈海波)

热河俊兽生态复原图 (许勇 供图)

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