1.2億年前的這塊小軟骨,透露出哺乳動物聽覺器演化關鍵證據
2022-09-03由 文匯網 發表于 林業
動物軟骨是什麼地方
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傳夔獸生態復原圖 (陳瑜 繪)
近期,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王海冰、王元青與北京大學口腔醫院及美國同行合作在《Philosophical Transactions of the Royal Society B》雜誌發表了早期真獸類演化的研究成果,首次報道了早期真獸類中的骨化麥氏軟骨和內耳形態,為哺乳動物聽覺器官的演化提供重要證據。
麥氏軟骨在脊椎動物發育過程中普遍存在,儘管在不同類群中其形態和功能有所差別,但麥氏軟骨在成年個體中的骨化現象迄今僅在化石哺乳動物中發現。
胚胎髮育和化石證據表明,
麥氏軟骨在哺乳動物演化過程中扮演了重要的角色
:在中耳聽小骨與下頜骨分離演化過程中,麥氏軟骨起著支撐和穩定聽小骨的作用,直至中耳完全脫離下頜、穩定在頭骨基部。
麥氏軟骨與下頜、中耳骨骼的連線關係是定義哺乳動物中耳演化階段的核心要素,也是反映早期哺乳動物不同演化階段的重要資訊。
目前,古生物學家已在熱河生物中發現的部分原始哺乳動物(如真三尖齒獸類、張和獸類)中發現了骨化麥氏軟骨,其與中耳聽小骨緊密連線,說明它們的中耳處於過渡型中耳的演化階段。
然而,麥氏軟骨作為哺乳動物早期演化中最為重要的結構之一,我們對其演化過程瞭解仍然有限,諸如麥氏軟骨骨化現象是否在更多哺乳動物類群中出現,麥氏軟骨退化過程中與中耳骨骼的接觸關係等問題還缺乏明確的認知。
中國科學院古脊椎動物與古人類王元青研究員團隊報道的新標本發現於遼寧凌源四合當下白堊統九佛堂組(距今約1。2億年)。經過長時間室內精心修理、高精度CT掃描及對比研究,研究人員認為該化石代表了早期真獸類新物種,將其命名為九佛堂傳夔獸(Cokotherium jiufotangensis),屬名獻給中科院古脊椎動物與古人類研究所李傳夔教授,以紀念他對早期哺乳動物演化研究的貢獻。
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傳夔獸正型標本(IVPP V23387)
傳夔獸中儲存的骨化麥氏軟骨纖細、短小,很可能與中耳聽小骨(及外鼓骨)失去實質性的連線,這一發現證實部分早期真獸類的成年個體中仍然保留了較為退化的骨化麥氏軟骨。
這是首次在真獸類中發現並確認了骨化麥氏軟骨的存在
,填補了骨化麥氏軟骨在早期獸類演化中的空白。
▲傳
夔獸右側下頜,黃色為骨化麥氏軟骨,藍色為舌骨
傳夔獸中儲存的骨化麥氏軟骨的形態與大致同時代的真三尖齒獸類、對齒獸類差別明顯。真三尖齒獸類(如爬獸、燕尖齒獸和遼尖齒獸等)及對齒獸類(如張和獸、毛獸、源掠獸)中發現的骨化麥氏軟骨,其形態整體纖長,前端變細逐漸嵌入麥氏軟骨溝,後端粗壯並與中耳聽小骨及外鼓骨連線緊密,代表了哺乳動物中耳演化的過渡階段。
與此同時,新的化石證據是中生代哺乳動物中已知最為退化的骨化麥氏軟骨,表明傳夔獸的中耳很可能完全脫離下頜,代表了哺乳動物中耳脫離下頜的關鍵節點,反映了哺乳動物的骨化麥氏軟骨經歷了逐漸退化的過程;傳夔獸中儲存的骨化麥氏軟骨與下頜、中耳骨骼的接觸關係對完善哺乳動物中耳各個演化階段的定義提供了更為精確的參考標準。
基於標本的高精度CT掃描,研究者
首次重建了早白堊世真獸類的內耳骨迷路形態
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傳夔獸內耳骨迷路
傳夔獸的內耳儲存相對完整,其形態同時具有原始和進步的特徵,填補了基幹獸類與晚白堊世真獸類內耳演化的空白。其中傳夔獸的蝸管捲曲程度接近360°,超過同時代其他類群的哺乳動物,而與大部分晚白堊世真獸類接近。
本研究得到了中科院戰略先導科技專項(B類),國家自然科學基金,以及中國科學院青年創新促進會,以及現代古生物學和地層學國家重點實驗室的支援。
作者:許琦敏
圖片:古脊椎所提供
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