中美科学家发现恐龙灭绝前新哺乳动物“中原豫俊兽”
2015-10-27 09:51:00   来源:光明网
内容摘要
多瘤齿兽是一类长得像啮齿类的哺乳动物,生活在1.6亿年前的侏罗纪到4千万年前新生代的始新世。近日,中美科学家发现了一个白垩纪晚期多瘤齿兽的新属种——中原豫俊兽。此次发现的中原豫俊兽化石保存完好,来自中国河南省栾川县晚白垩世地层,是蒙古高原以外亚洲白垩纪晚期多瘤齿兽分布最南方的纪录。

中原豫俊兽化石 科技世界网

 

近日,中美科学家发现了一个白垩纪晚期多瘤齿兽的新属种——中原豫俊兽(Yubaatar zhongyuanensis)。它是欧亚大陆已知最大的中生代多瘤齿兽。

多瘤齿兽是一类长得像啮齿类的哺乳动物,生活在1.6亿年前的侏罗纪到4千万年前新生代的始新世。目前世界上最著名的多瘤齿兽化石,多来自于白垩纪晚期的中亚地区,亚洲东部发现的中生代多瘤齿兽化石比较少见。此次,中国河南省地质博物馆、中国地质科学院地质研究所以及美国自然历史博物馆的研究人员发现的中原豫俊兽化石保存完好,来自中国河南省栾川县晚白垩世地层,是蒙古高原以外亚洲白垩纪晚期多瘤齿兽分布最南方的纪录。

地质演化螺旋图 科技世界网


研究人员在豫俊兽化石上还发现最后一枚前臼齿有乳齿—恒齿的替换现象,这是多瘤齿中相关牙齿替换的首次直接证据,有助于了解多瘤齿兽和哺乳动物牙齿的演化。新的发现也支持一种观点:在恐龙绝灭的白垩纪——新生代交界时期,多瘤齿兽并没有受到影响,它们牙齿趋于植食性的复杂变化,并且和多瘤齿兽种类、体型的多样性均保持相关的增长。

化石同时显示出一个有意思的现象,这头豫俊兽小时候经历过一次意外,使其右腿胫骨折断错位。虽然这个伤势严重,会增加觅食和逃脱天敌的困难,但对于植食或杂食性的多瘤齿兽却并不致命。因此,豫俊兽的断肢能在自然状况下缓慢愈合,并部分恢复支撑身体的功能。这个化石记录十分罕见,是中生代哺乳动物中首次发现的断肢古病理学案例。

 

▌与恐龙并存的哺乳动物——多瘤齿兽

在大众印象中,生活在恐龙阴影下的中生代哺乳动物均小型且弱势,但是,一类啮齿动物——多瘤齿兽类(multituberculates)却在恐龙时代末期的2000万年内与恐龙共同兴盛,它们在灭绝前一共存在了6600万年。

多瘤齿兽 科技世界网


来自华盛顿大学的生物学家Gregory P.Wilson教授在对多瘤齿兽进行的研究显示,它们在牙齿背部长有大量瘤刺状结构,这种结构使得它们能以被子植物为食。Wilson说,多瘤齿兽分异出众多牙齿大小与体形各异的种类,这影响了它们的取食来源。

自1.7亿年前多瘤齿兽出现,与老鼠大小相似,而1.4亿年被子植物出现后,它们的体形由老鼠逐渐增长为海狸大小。在恐龙灭绝后,多瘤齿兽仍然繁盛,直到灵长类、有蹄类和啮齿类取得更为先进的竞争优势后才逐渐消失。它们约在3400万年前灭绝。

研究者对来自世界的41种多瘤齿曾的牙齿化石进行研究,并利用激光CT扫描技术生成高分辨率(精确至30微米,约相当于人类头发丝的1/3)的3D牙齿图像。研究还涉及到牙齿表面斑块的方向,每块牙齿上斑块结构越复杂,牙齿上的瘤刺形态就越复杂。

食肉动物拥有相对简单的牙齿,每排牙齿约有110个斑块,这是因为它们的食物相对容易吃下去,而食草动物因其食物较难吞咽而拥有更多的牙齿斑块。多瘤齿兽拥有朝向口外的刀状牙齿,但新研究显示随着时间的推移,这类刀状牙齿逐渐变得不那么显著了,而后部牙齿则变得越加复杂。这种变化主要是为了更方便地嚼烂食物。它们每排牙齿拥有多达348个斑块,使得它们能非常方便地嚼碎草类。

Wilson说,由于被子植物受恐龙灭绝事件的影响很小,因此多瘤齿兽也得以继续生存下去。同时,随着被子植物分布范围的扩展,越来越多的昆虫及以昆虫为食的生物也受益于此而逐渐繁盛。

 

辽宁省发现多瘤齿兽目——欧亚皱纹齿兽

欧亚皱纹齿兽 科技世界网


中国地质科学院地质所的袁崇喜等人在美国《科学(Science)》杂志上在线发表了一篇题为《一个新的侏罗纪化石揭示多瘤齿兽目哺乳动物的最早期演化(Earliest Evolution of Multituberculate Mammals Revealed by a New Jurassic Fossil)》的研究报告,这篇研究报告命名了哺乳动物纲(Mammalia)多瘤齿兽目保罗科菲特兽科(Paulchoffatiidae)的一个新属新种——欧亚皱纹齿兽(Rugosodon eurasiaticus gen. et sp. nov.),欧亚皱纹齿兽保存完好的骨架揭示了多瘤齿兽目祖先的骨骼特征,特别是踝关节作为高度移动的节点,这个特征可能是白垩纪和第三纪的多瘤齿兽目演化成功的关键。

欧亚皱纹齿兽的属名Rugosodon来自拉丁文的“rugosus”,意思是“褶皱”;以及拉丁文的“-odon”,意思是“牙齿”,这一名称来自欧亚皱纹齿兽高度褶皱和装饰的臼齿咬合面。欧亚皱纹齿兽的种名eurasiaticus,表明保罗科菲特兽科有着广泛的古地理分布,在晚侏罗世生存在西欧到东亚的广大地区,因为中国的欧亚皱纹齿兽和葡萄牙的近科菲特兽属(Plesiochoffatia)非常相似,这表明它们是密切相关的。

欧亚皱纹齿兽标本 科技世界网


欧亚皱纹齿兽的正型标本产于中国辽宁省葫芦岛市建昌县镇玲珑塔大西沟地点(Daxishan site)上侏罗统的髫髻[tiáo jì]山组(Tiaojishan Formation)地层,髫髻山组地层形成于距今大约1.6亿年前的中侏罗世,欧亚皱纹齿兽的正型标本为保存在两个页岩板上的,为一具保存完整的骨架,包括完整的齿列、破碎的头骨、大部分的头后骨骼和残留的软组织,编号为BMNH PM1142A, B,目前保存在中国北京自然博物馆(Beijing Museum of Natural History)。

袁崇喜等人通过头骨和下颌长度来计算体重的方法,分别计算出欧亚皱纹齿兽的体重为78.95克和67.95克。袁崇喜等人发现欧亚皱纹齿兽的牙齿的特征表明了多瘤齿兽目对于杂食性的适应,主要以植物和无脊椎动物为食物。袁崇喜等人认为欧亚皱纹齿兽保存完好的骨架揭示了多瘤齿兽目祖先的骨骼特征,特别是踝关节作为高度移动的节点,这个特征可能是白垩纪和第三纪的多瘤齿兽目演化成功的关键。

 

中国河北省发现小贼兽目哺乳动物

哺乳动物的演化中一个悬而未决的重大问题是异兽亚纲(Allotheria)的起源,异兽亚纲包括多瘤齿兽目和小贼兽目(Haramiyida)。多瘤齿兽目是已知最多样化的和材料最好的的中生代哺乳动物,和啮齿类动物的生态相似,但是小贼兽目的材料主要是孤立的牙齿,阻碍了我们的系统学发育关系研究。

詹氏木贼兽 科技世界网


中国临沂大学地质与古生物研究所所长郑晓廷教授等人在英国《自然(Nature)》杂志上在线发表了一篇题为《一个新的树栖小贼兽目表明哺乳动物冠群在侏罗纪时期的多样性(A new arboreal haramiyid shows the diversity of crown mammals in the Jurassic period)》的研究报告,这篇研究报告命名了哺乳动物纲(Mammalia)异兽亚纲小贼兽目的一个新属新种——詹氏木贼兽(Arboroharamiya jenkinsi gen. et sp. nov.),詹氏木贼兽揭示了小贼兽目类群不同于其他哺乳动物的特征,并且表明,中生代哺乳动物中都存在一个复杂的涉及多个集合和/或逆转演化的模式。

詹氏木贼兽的正型标本产于河北省秦皇岛市青龙满族自治县木头凳镇(town of Mutoudeng)中侏罗统的髫髻山组(Tiaojishan Formation)地层,髫髻山组地层形成于距今大约1.6亿年前的中侏罗世,詹氏木贼兽的正型标本为一具保存有带有牙齿的下颌骨和零散的牙齿的骨架,编号为STM33-9,目前保存在中国山东省天宇自然博物馆(Tianyu Museum of Nature)。

郑晓廷教授等人发现詹氏木贼兽具有一个新奇的齿列,类似于衍化的多瘤齿兽目的下颌骨,并且头后骨骼的特点适应树栖生活。郑晓廷教授等人的系统发育学分析表明小贼兽目位于哺乳动物的冠群内部,对比其他哺乳动物的冠群估计的分歧时间冠,表明了哺乳动物的冠群的起源在晚三叠世时期。

晓廷教授等人认为詹氏木贼兽揭示了小贼兽目类群不同于其他哺乳动物的特征,有助于识别孤立的牙齿代表的小贼兽目,并且再次表明,无论各种系统发育学情况,在中生代哺乳动物中都存在一个复杂的涉及多个集合和/或逆转演化的模式(many convergences and/or reversals existed)。(如需转载,请注明来源自科技世界网

 

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