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侏罗纪燕辽生物群滑翔型树贼兽——阿霍氏树贼兽揭示哺乳动物中耳结构新型式

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热度14票 浏览32次 时间:2017年11月17日 14:58
   阿霍氏树贼兽复原图(史爱娟绘制)

阿霍氏树贼兽复原图(史爱娟绘制)

阿霍氏树贼兽化石

阿霍氏树贼兽化石

(中国化石网报道)据中国科技网(郝晓明):11月14日,国际权威学术期刊《自然》上发表了由渤海大学、海南热带海洋学院韩刚教授,中科院古脊椎动物与古人类研究所毛方圆博士、毕顺东博士、王原清博士,美国自然历史博物馆孟津教授等科研人员组成的中美联合课题组关于阿霍氏树贼兽标本化石的最新研究成果。

贼兽是一种已经灭绝的早期哺乳动物,生活在晚三叠纪到晚侏罗纪,是哺乳动物最早的类群。而阿霍氏树贼兽则是贼兽的一个新种。

2014年初,中美联合研究课题组获得首块阿霍氏树贼兽化石标本,2015年10月获得第二块。研究发现,化石标本所保存的中耳结构,不仅是哺乳动物中最早的记录,对于中生代哺乳动物而言,也是最为完整的记录。

研究还发现了哺乳动物的中耳由镫骨、砧骨、锤骨构成,还有支撑耳膜的外鼓骨,这些耳区的骨头决定了哺乳动物的听力。但在阿霍氏树贼兽的中耳中,除了这些骨头外,还多了一块上隅骨。

“我们有理由相信,在别的哺乳动物中,尤其在早期类群中,上隅骨也可能存在于它们的中耳,但在后来的演化过程中,和别的骨头愈合甚至丢失。”韩刚介绍,“这进一步验证了古老哺乳动物类群的多样性,对探索哺乳动物中耳演化的过程具有重要意义。”

此外,阿霍氏树贼兽中耳的镫骨、砧骨、锤骨和外鼓骨,和现在已知的哺乳动物中耳中的相应骨头在形态上都有很大的差别,代表了一个全新的哺乳动物中耳类型,说明中耳听小骨这样精细而且具有重要感知能力的结构,在哺乳动物中独立演化了多次。

相关报道:渤海大学召开研究成果发布会介绍韩刚教授课题组在《Nature》杂志发表的研究论文

(中国化石网报道)据渤海大学:11月14日上午,在渤海大学行政楼第三会议室召开了“具有五块听小骨的侏罗纪真贼兽滑翔哺乳动物”成果发布会,介绍渤海大学古生物中心韩刚教授课题组在国际期刊《Nature》上发表的研究论文。

发布会上,韩刚教授详细介绍了课题组成员关于阿霍氏树贼兽标本的发现、修复、研究、命名、投稿、审稿、接收的过程以及研究意义、贼兽的特点与灭绝原因。课题组成员、美国自然历史博物馆孟津教授,从生物进化角度补充介绍了阿霍氏树贼兽五块听小骨—上隅骨新发现等重要研究内容。

“阿霍氏树贼兽”是侏罗纪保存最为完好具有典型哺乳动物中耳的滑翔哺乳动物。新的发现使我们对贼兽这个古老哺乳动物类群的多样性,以及生活在侏罗纪森林中的生活习性有了进一步的认识。

副校长励建荣出席会议并致辞。中央电视台、新华社、中新社、东方卫视等十几家新闻媒体的记者参加了发布会。韩刚教授、孟津教授就记者关心的相关问题进行了解答。

英国著名杂志《Nature》是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。据悉, 2016年全年中国大陆地区在《Nature》上共发表论文141篇(含合作发表)。

相关报道:侏罗纪燕辽生物群滑翔型树贼兽揭示哺乳动物中耳结构新型式

(中国化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:古脊椎所研究人员与中美数家研究机构,于11月13日在英国《自然》(Nature)期刊联合发表了关于晚侏罗纪早期燕辽生物群树贼兽一个新种——阿霍氏树贼兽的研究成果。新种标本产于河北省青龙县干沟镇髫髻山组,时代为晚侏罗世早期(距今约164-159百万年前),属于燕辽生物群。新材料不仅保存了迄今为止贼兽类中最好的滑翔皮翼形态和毛发印痕的细节,还保存了中生代哺乳动物中时代最早、最为完整的中耳区结构,对于认识中生代哺乳动物多样性和哺乳动物中耳演化具有重要意义。

贼兽类是已经绝灭的哺乳动物类群,生活在晚三叠世到晚侏罗世的北方大陆,是哺乳动物中出现最早的分支之一,其分类地位一直存在争议。早在1847年,贼兽的化石标本便在欧洲发现。从那以后,尽管陆续有新材料发现,但绝大多数标本均为零散的牙齿,只有极少的破碎颌骨。直到2013年金氏树贼兽以及随后的神兽、仙兽、翔齿兽、祖翼兽等在《自然》上的系列报道,才逐渐揭开了地史时期贼兽类这个绝灭哺乳动物类群的重要形态学特征。

霍氏树贼兽全身骨骼纤细,前后肢骨骼伸长,前后肢之间具主侧翼,颈部和前肢间具前翼,以及尾部和后肢间具尾翼,皮翼上有规律排列的毛发,长且可以展开毛发的尾部。它们手掌、脚掌都有伸长的指(趾)骨,体现了具抓握、攀缘能力的骨骼特征。这些综合特征和现生的有袋类、啮齿动物中的滑翔物种非常近似。到目前为止,燕辽生物群中的所有贼兽类属种,均来自距今约164-159百万年前这一时间段,都呈现出适应树栖、具有滑翔能力的特征,代表着一个在侏罗纪森林环境中多样性较高的树栖类群,在时代上仅次于2006年发表的已知最早的中生代滑翔哺乳动物,产于内蒙古宁城道虎沟、同属燕辽生物群的翔兽(距今约为168-164百万年前)。

除了适应滑翔的特征和精细结构,阿霍氏树贼兽还保存有早期哺乳动物中最为完整的中耳结构。哺乳动物中耳的演化,一直是脊椎动物演化中的一个经典课题。至少从1837年开始,人们就认识到哺乳动物中耳的听小骨,是由与爬行动物颌关节有关的几块骨头演化而来的。哺乳动物的中耳通常认为由镫骨、砧骨和锤骨构成,此外还有支撑耳膜的外鼓骨。与此相比,爬行动物的中耳只有一块耳柱骨(=镫骨)。而在爬行动物的下颌中,除了牙齿依附的齿骨,还有几块齿骨后骨,分别是:前关节骨,关节骨,隅骨和上隅骨。根据发育生物学和古生物学的众多研究,基本上公认哺乳动物的锤骨是和爬行动物下颌中的前关节骨和关节骨同源的,外鼓骨和爬行动物下颌的隅骨同源,而砧骨是和爬行动物头骨中的方骨同源。但阿霍氏树贼兽的中耳区,除了上述骨块之外,还保留了上隅骨,后者在所有已知哺乳动物中耳中都不存在。这些微小的骨骼,基本原位保存,且与下颌完全脱离,呈现出了典型哺乳动物中耳的特征,但和现今已知的哺乳动物中耳的相应骨头在形态上有很大的差别,代表了一个全新的哺乳动物中耳类型。这个类型的产生,可能与贼兽类特殊的下颌关节的形成以及牙齿的咀嚼运动模式有关。

阿霍氏树贼兽中耳的发现,除提供了极为重要的形态学信息外,还对现有哺乳动物中耳演化的研究,提出了很多挑战性的问题,具有启发性的意义。迄今为止,尚没有研究能够回答似哺乳爬行动物齿骨后骨中上隅骨的归宿问题。而上隅骨在贼兽这个类群的存在,说明在哺乳动物耳区的演化过程中,它曾和其它听小骨一样进入到耳区,成为听觉器官的一部分。因此,在其他早期哺乳动物类群中,上隅骨也可能存在于中耳中,但在后来的演化过程中,或与别的骨块愈合,或丢失。这个新的发现,会促使古生物学家更加重视探索哺乳动物中耳演化的过程,尤其是上隅骨的归宿。同时,也会对发育生物学家提供新的参考线索,在对现生哺乳动物的发育研究中,留意上隅骨存在可能性。结合新的哺乳动物系统发育研究,阿霍氏树贼兽中耳,和现生哺乳动物中的兽类及单孔类的中耳,应该是独立演化获得的。这说明中耳听小骨这样精细复杂且具有重要感知能力的结构以及滑翔的运动方式,在哺乳动物中独立演化了多次。

该研究得到了国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”,国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)的资助。化石的三维扫描在中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室高精度计算机断层扫描(CT)中心完成。

原文链接:https://www.nature.com/articles/nature24483
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