面向世界科技前沿,面向国度严重年夜需求,面向公平易近经济主疆场,率先完成迷信技巧逾越生长,率先建成国度创新人才网job.vhao.net洼地,率先建成国度高程度科技智库,率先扶植国际一流科研机构。

——中国迷信院办院方针

首页 > 科研停顿

早白垩世哺乳植物化石提醒中耳演变新形式

2019-11-28 古脊椎植物与先人类研究所
【字体:大年夜

语音播报

  1127日,英国《天然》(Nature杂志在线发表了中国迷信院古脊椎植物与先人类研究所王海冰、王元青,美国天然汗青博物馆孟津有关早期哺乳植物中耳演变的研究成果:经过过程报导发明于辽宁凌源的早白垩世多瘤齿兽类新属种——盖氏热河俊兽(Jeholbaatar Kielanae),提出一种新的哺乳植物中耳演变形式。

  最新研究发表的哺乳植物化石发明于辽宁凌源敞子沟下白垩统九佛堂组,该化石与一件北票鲟化石保存在同一个岩板上。经过长时间室内精心补缀、数据处理和比较研究,研究团队肯定该化石代表了多瘤齿兽类始俊兽科的新物种,将其定名为盖氏热河俊兽,属名取自热河生物群(Jehol Biota),这是初次报导产自九佛堂组的多瘤齿兽类化石,种本名献给波兰古生物学家索菲娅·盖兰-娅瓦洛夫斯卡(Zofia Kielan-Jaworowska)。

  在脊椎植物演变汗青中,哺乳植物中耳演变平日被认为是生物重演律的经典案例:哺乳植物中耳经历了从下颌中耳(Mandibular Mammalian Middle Ear),过渡型中耳(Transitional Mammalian Middle Ear),到典范哺乳植物中耳(Definitive Mammalian Middle Ear)的三个演变阶段。这使得相干研究成为早期哺乳植物演变研究的热点之一,但不合中耳演变阶段在各哺乳植物支系中产生的时间和机制一向是研究的难点。

  盖氏热河俊兽的正型标本中保存了完全的中耳构造,为研究早期哺乳植物耳区演变供给了直接证据。这项研究任务提醒了多瘤齿兽类中耳各个骨块的完全形状,和相互间的接触关系,对商量哺乳植物的齿骨后骨从下颌中耳到典范哺乳植物中耳这一演变事宜弥补了极具重量的拼图。基于这项研究,研究人员关于上隅骨(Surangular)在哺乳植物中的演变有了更清楚的熟悉。此次研究初次提醒了上隅骨在早期哺乳植物中,从一块自力的骨骼,变成逐步与锤骨体愈合的状况,成为锤骨的后外侧部分。新标本中的锤骨、砧骨的形状完全,根本保存了原始关节状况,二者呈叠覆型(背-腹型)的接触关系。研究人员进一步提出,在哺乳植物中耳演变过程当中,虽然中耳骨骼的形状变更很大年夜,但锤骨-砧骨的关节方法出现两种形式:叠覆型关节和鞍型关节。

  此项研究另外一个重冲要破在于研究人员基于形状学和体系发育分析成果,提出了早期哺乳植物中耳演变的一个新形式。关于下颌中耳到典范哺乳植物中耳的演变机制,“脑颅收缩负向异速发展是两种比较罕见的假说。“脑颅收缩假说认为哺乳植物发展过程当中脑颅的增大年夜招致中耳地位后移,终究离开下颌。负向异速发展假说强调在胚胎发育早期中耳骨骼形状相关于下颌较大年夜,中耳骨化的时间更早;是以在胚胎发育前期,随着头骨、下颌的增大年夜,中耳骨骼终究离开下颌。随着化石研究(真三尖齿兽类)和现活泼物胚胎发育学(单孔类和有袋类)的停顿,这两种假说取得的支撑在赓续减弱。另外一种不雅点认为骨化的麦氏软骨的存在及齿骨后骨终究的离开能够与下颌的功能相干。

  在最新发表的论文中,基于体系发育分析成果,研究人员对哺乳植物中耳演变在异兽类(多瘤齿兽+贼兽类)的演变机制提出新的假说。在中生代哺乳植物中,异兽类至少在中/晚侏罗世(大年夜约1.6亿年前)就曾经演变出典范哺乳植物中耳;而在同一时代,乃至更晚的早白垩世,其他已知的一切哺乳植物类群都还保存了过渡型中耳。同时,异兽类的齿骨-鳞骨颌关节方法独特,关节较为开放,可以或许支撑下颌大年夜幅度前后向的活动,与兽类中搭钮式的齿骨-鳞骨颌关节在形状和功能上区清楚显。结合今朝已知的异兽类中耳形状及齿骨-鳞骨颌关节的分化时间,研究人员提出,在哺乳植物中耳演变中,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)是协同演变的,叠覆型的原始颌关节可以或许增添中耳骨骼在空间上的限制。科研人员提出异兽类也存在一个过渡型中耳的演变阶段,但此阶段在异兽类中持续的时间很能够比其他一切哺乳植物类群短,其演变机制很能够是由于异兽类独特的齿骨-鳞骨颌关节及其取食方法对中耳离开下颌供给了比其他类群更加明显的选择压力,是以加快了中耳的演变,导致异兽在至少1.6亿年前(早于其他一切哺乳植物类群)就演变出典范哺乳植物中耳。

  该项研究的化石三维扫描在中科院脊椎植物演变与人类来源重点实验室高精度CT扫描中间完成,采取板状化石CT”160-Micro-Computed Laminography)对化石停止高精度扫描。

  该研究取得中科院计谋性先导科技专项(B类)、国度天然迷信基金委员会基本迷信中间项目(克拉通破坏与陆地生物演变)、国度天然迷信青年基金及现代古生物学与地层学国度重点实验室开放基金的支撑。

  文章链接

1. 热河俊兽正型标本(右下角)与一件北票鲟标本保存于同一个岩板(王海冰 供图)

2. 盖氏热河俊兽正型标本(王海冰 供图)

3. 热河俊兽的左边中耳形状(王海冰 供图)

4. 哺乳植物中耳演变中锤骨-砧骨的两种关节方法(王海冰 供图)

5. 早期哺乳植物的中耳演变汗青(王海冰 供图)

6. 盖氏热河俊兽正型标本的CL扫描图象(王海冰 供图)

7. 热河俊兽生态答复复兴图(许勇 供图)

打印 义务编辑:叶瑞优

扫一扫在手机翻开以后页

© 1996 - 中国迷信院 版权一切 京ICP备05002857号 京公网安备110402500047号

接洽我们 地址:北京市三里河路52号 邮编:100864