中国侏罗纪标本改写哺乳动物生命树演化结构

中国侏罗纪标本改写哺乳动物生命树演化结构这两个研究为哺乳动物同源关系提供了新的视角,并重塑了早期哺乳动物的系统发育。两篇研究论文于2024年4月3日在国际期刊《自然》上同期发表。蜀兽是侏罗纪早期小型哺乳动物,具有特殊的假磨楔齿,即其下臼齿三角座前面有一个“假跟座”(盆状结构)。相比之下,哺乳动物的磨牙具有磨楔齿,其跟座位于三角座后面,接收上臼齿的原尖,并与上牙形成精确咬合,用于食物的加工/咀嚼。蜀兽曾在系统发育上与南方磨楔齿兽(Australosphenidans,包括现存的单孔目动物和近亲)关系更近,但这种系统关系是有争议的,并且在哺乳动物的研究中留下了一些形态学、古地理和功能等令人困惑的问题。在第一篇论文中,研究人员对内蒙古道虎沟中侏罗世(1.68-1.64亿年前)的两个标本进行了研究,建立了蜀兽的一个新属种,周氏近柱齿兽(Feredocodonchowi)。根据完整的牙列、咬合关系和牙齿序列同源性的证据,研究人员提出了一种新的解释:蜀兽的假磨楔齿实际上与另一种已灭绝的哺乳动物柱齿兽(Docodonta)的臼齿模式是同源的。根据修正后的牙齿特征重建的系统发育分析结果表明,一个类似摩根齿兽的祖先独立地产生了三个主要的哺乳动物类群:柱齿形兽(Docodontiformes,包括柱齿兽和蜀兽),异兽(Allotheria)和全兽(Holotheria,包括对称齿兽,兽类和近亲)。早期哺乳动物臼齿进化方向是,由类似于摩根齿兽(Morganucodon)的三尖一排的牙齿形式,在三个大类中以不同的方式,逐渐变宽变复杂,以适应更有效的食物加工。论文研究对单孔类(现生动物代表如鸭嘴兽等)的起源提出了新的观点,改写了哺乳动物生命树早期演化的结构。在第二篇论文中,重点研究了来自中国禄丰早侏罗世(2.01-1.84亿年前)的第二种新的、更原始的类似摩根齿兽的哺乳动物,杨氏滇尖齿兽(Dianoconodonyoungi),和上述周氏近柱齿兽的中耳。众所周知,一些早期哺乳动物有双颌关节,随着时间的推移,内侧的原始颌关节的组分演变成了中耳的一部分,这些化石记录了这种转变的过程。两个属种下颌的不同特征显示:下颌其中一个关节逐渐失去了承压功能,而中耳开始渐渐适应了行使听力功能。新的证据揭示了骨化的麦氏软骨在中耳演化的过渡过程中起了一种稳定器的作用,而方骨的内侧向位移则对起负重作用的颌关节转换至中耳结构发挥了关键作用。该研究有力地支持了哺乳动物中耳渐进演化的观点,并为哺乳动物中耳演化这个世界难题提供了以中国材料为基础的完整证据链。本研究中周氏近柱齿兽(Feredocodonchowi)和杨氏滇尖齿兽(Dianoconodonyoungi)分别以周明镇院士和杨钟健院士的名字命名,以纪念两位在早期哺乳动物研究中的贡献。本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。图1.周氏近柱齿兽和杨氏滇尖齿兽生态重建图2.周氏近柱齿兽正、副型标本图3.蜀兽牙齿咬合关系及两种牙尖同源性假说:左(c,e)传统认识;右(d,f)新观点图4.杨氏滇尖齿兽头骨及齿列重建图5.哺乳中耳渐进演化系统框架及颌关节转移示意图...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426518.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426518.htm

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两只侏罗纪“小鼠”竟能改写哺乳动物演化结构早期哺乳动物牙、耳如何演化?伴随着越来越多古老化石的出土,古生物学家发现,早在2亿年前的侏罗纪,最早的哺乳动物就已经出现了。三叠纪中后期,爬行动物便开始朝着哺乳动物的方向进化,在这一演化过程中,有两个最为重要的形态和功能变化,表现在牙齿从简单到复杂以增加食物的摄取能力,下颌头骨关节变为中耳听骨组合以提高听觉效力。牙齿特征是鉴定哺乳动物同源关系,即哺乳动物“认亲”的关键要素。1982年,中国科学院院士周明镇和澳大利亚维多利亚博物馆资深研究员托马斯·里奇合作,报道了产自四川自贡地区侏罗系一段带颊齿的下颌标本,建立了董氏蜀兽。蜀兽具有特殊的下臼齿,跟座位于三角座的前端而非后端。这种特殊的假磨楔齿在咬合过程中,上原尖咬在下跟座里,上下齿尖、齿脊间既有剪切,又有挤压研磨功能,是哺乳动物特有的高效处理消化食物的方式。在最近20年中,占主导地位的观点认为,蜀兽这种具有假磨楔齿的类群,和澳大利亚磨楔齿类(包括现生单孔类)的关系最近。然而,有些学者并不认同,他们发现,蜀兽牙齿和澳大利亚磨楔齿类的差别巨大,从形态、功能和演化上都存在无法解释的难点。与此同时,学术界对蜀兽与柱齿兽(侏罗纪时期的一种哺乳动物)的同源关系也存争议。有观点认为,蜀兽假跟座的牙齿特征与柱齿兽类相对应,因此将蜀兽归入到柱齿兽类。还有观点认为,蜀兽具有和磨楔齿一样的三角座,而柱齿兽不存在三角座,因此柱齿兽的假跟座和蜀兽的假跟座是独立起源的。科研人员此次借助不同的高精度CT开展了多次扫描,最终将内蒙古宁城道虎沟出土的中侏罗纪的两块标本,确认为蜀兽,并对假磨楔齿的概念提出了全新的解释。在第一篇论文中,研究人员对内蒙古道虎沟中侏罗纪时期(1.68亿年至1.64亿年前)的两个标本进行了研究,建立了一个蜀兽新属种“周氏近柱齿兽”,并根据牙齿研究的系列证据提出了一种新的解释:蜀兽的假磨楔齿与南方磨楔齿类无关,而与另一种已灭绝的哺乳动物的臼齿模式同源。该研究对单孔类的起源提出了新的观点,改写了哺乳动物生命树早期演化的结构。第二篇论文研究了来自云南禄丰早侏罗纪(2.01亿年至1.84亿年前)的第二种新发现的、更原始的哺乳动物“杨氏滇尖齿兽”和上述“周氏近柱齿兽”的中耳。这两个新属种的标本,提供了迄今为止中生代哺乳形动物中保存最为完整的下颌中耳结构,补上了从双颌骨关节到过渡型中耳单颌关节中间缺失的演化证据。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员毛方园表示,研究为哺乳动物中耳演化这个世界难题提供了以中国材料为基础的完整证据链。中耳演化和牙齿演化的成果,将促进早期哺乳动物演化研究翻开新篇章。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426283.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426283.htm

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我国科研人员在哺乳动物演化结构方面取得新进展记者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,近期该所毛方园研究员、张驰研究员,联合内蒙古自然博物馆、云南禄丰自然资源局和楚雄化石研究中心,以及美国和澳大利亚研究人员,在对中国云南禄丰、内蒙古燕辽生物群的侏罗纪哺乳动物的研究中,利用来自中国的两种侏罗纪哺乳动物化石,揭示了哺乳动物最早的牙齿分化、中耳和颌关节的转化。这两个研究为哺乳动物同源关系提供了新的视角,并重塑了早期哺乳动物的系统发育。研究成果于北京时间4月4日在国际期刊《自然》上同期发表。(央视新闻)

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国际最新研究:早期哺乳动物生长速度快、寿命短国际著名学术期刊《自然》最新发表一项古生物学研究指出,恐龙时代后最早的大型哺乳动物,生长速度比现代同体型的哺乳动物快一倍,寿命相对更短。这项研究凸显出这些史前动物独特的生活史,有助于解释哺乳动物在恐龙消亡之后如何崛起。钝脚类全棱兽头骨化石(图片来自GFunston)。施普林格·自然 供图钝脚类全棱兽牙齿化石(图片来自GFunston)。施普林格·自然 供图该研究论文称,哺乳动物在恐龙灭绝之后变得多样,体型增大。钝脚类(Pantodont)是这段时期出现的已知最早的大型食草动物。它们演化出的形态范围广泛,但在始新世消亡了,它们与后来哺乳动物的关系尚不明确。钝脚类全棱兽(成年与幼年)艺术重建图(图片来自SShelley)。施普林格·自然 供图在本项最新研究中,论文共同通讯作者、英国爱丁堡大学格雷戈里·芬斯顿(GregoryFunston)和史蒂夫·布鲁萨特(SteveBrusatte)和合作者使用包括绘制牙齿微量元素等各种方法,来阐明6200万年历史的钝脚类全棱兽(Pantolambdabathmodon)的生活史。尽管研究者推断其妊娠期约7个月,与现存体型相近的哺乳动物相符,但研究者发现钝脚类全棱兽的生存与死亡更快速。其幼崽出生时已高度发育,在一两个月内断奶,并在10岁前死亡。钝脚类全棱兽(成年)艺术重建图(图片来自SShelley)。施普林格·自然 供图论文作者认为,当代哺乳动物没有与钝脚类全棱兽相似的生活史。此外,虽然钝脚类全棱兽的繁殖类似胎盘哺乳动物,但就其大体型而言,它生命的速率快得不同寻常。这些发现表明,延长妊娠期在6200万年前已经存在,更大的新生儿体型可能促成了早期胎盘哺乳动物身上观察到的快速体型增长。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311649.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1311649.htm

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