侏罗纪革命:新化石重新定义哺乳动物祖先

知新了了 2024-04-08 13:51:50

在中国发现的侏罗纪标本阐明了哺乳动物牙齿、下颚和耳朵的进化。

由美国自然历史博物馆和中国科学院领导的一个国际古生物学家小组发现了侏罗纪时期的新化石,为哺乳动物的早期进化提供了新的见解。今天在《自然》杂志上发表的两项连续研究详细介绍了这些发现,它们可能会改变科学家重建哺乳动物生命之树最早分支的方式。

第一篇论文关注的是Shutheriids,这是一种老鼠大小的哺乳动物,其臼齿与任何现存哺乳动物的臼齿都不同。这些动物的进化位置一直备受争议,但它们与南方蛇目动物有关,包括今天的单孔哺乳动物 —— 产卵的哺乳动物,如鸭嘴兽。研究人员分析了两个新发现的保存完好的Shutheriids骨骼化石,它们生活在1.68 - 1.64亿年前的内蒙古地区,研究人员发现,这些动物的臼齿更像另一种已灭绝的哺乳动物 —— 齿齿兽。他们还确定这两个标本属于一个新的属和种,他们将其命名为“Feredocodon chowi”。

美国自然历史博物馆古生物部馆长、《自然》杂志两篇论文的通讯作者孟金(音译)和中国科学院的毛方远说,当你看化石记录时,无论是哺乳动物还是其他动物,牙齿都是你最有可能恢复的身体部位。然而,自20世纪80年代以来,在Shutheriids中看到的令人费解的牙齿形状,一直是我们努力了解早期哺乳动物进化的障碍。这些新的标本让我们解决了这个长期存在的问题。

哺乳动物中耳的进化

第二项研究也是由孟金和毛方远领导的,是基于周氏近柱齿兽和第二个新物种的头骨化石,这些新物种被命名为杨氏滇尖齿兽,生活在2.01亿至1.84亿年前。在这项研究中,研究人员观察了中耳的结构,中耳赋予了现代哺乳动物地球上最敏锐的听觉。

现代哺乳动物的中耳位于鼓膜内部,它能将空气中的振动转化为内耳液体中的波纹。中耳有三块骨头,或称听小骨,这是哺乳动物独有的特征。爬行动物和鸟类只有一根中耳骨。科学家们知道,在包括蜥蜴、鳄鱼和恐龙在内的哺乳动物群体的早期进化过程中,形成颌骨关节的骨头是分开的,并与听力有关。新发现的标本为这种转变提供了令人信服的化石证据。

这种转变始于一种具有双颌关节的祖先动物,这种特征是哺乳动物的关节在外面,爬行动物的关节在里面。对更古老的化石(年轻的杨氏滇尖齿兽)的分析表明,它的两个关节中的一个,爬行动物关节,开始失去处理咀嚼产生的力量的能力。较年轻的标本(周氏近柱齿兽)已经有了哺乳动物的中耳,形成并适应专门用于听力。

“自达尔文时代以来,科学家们一直试图了解哺乳动物中耳是如何进化的,”孟金说。“虽然古生物学的发现在过去的几十年里帮助揭示了这一过程,但这些新化石揭示了一个关键的缺失环节,丰富了我们对哺乳动物中耳逐渐进化的理解。”

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