2018年中国古生物学十大进展:混元兽

在刚刚过去的2018年,中国的古生物学家又有什么重大发现?2019年3月,中国古生物学会公布了“2018年度中国古生物学十大进展”,入选的十大进展反映了2018年中国古生物学各个分支领域取得的具有国际影响力的研究成果,这些成果涉及了古脊椎动物、古人类、古生态与古环境、早期生命、地层学等多个领域。我们将专门开辟一个专题为大家介绍这十大进展,用通俗简单的语言科普2018年中国古生物学的成就和成果。
这一期介绍排在第二位的发现:混元兽
来自古宁城的化石
宁城县位于内蒙古赤峰市西南部,与辽宁省接壤。在宁城县,古生物学家发现了大量属于热河生物群的化石,年代可以追溯到距今1.26亿年前的早白垩世时期。

图注:发现化石的宁城县,图片来自网络

图注:在宁城县发现的古哺乳动物化石,图片来自网络
几年前,古生物学家在宁城县发现了一具古哺乳动物的化石,这具化石非常完整,分为正副模保存在对开的石头上,化石编号为STM33-5。这具化石后来被征集,并由云南省古生物研究重点实验室毕顺东教授带领的,包括有临沂大学生命科学学院、美国印第安纳大学等单位古生物学家组成的团队进行研究。研究人员使用高精度的CT扫描技术对化石进行的扫描和三维重建,复原了其中的每一块骨头的形态特征。在此基础上,研究团队用了三年的时间,构建了一个早期哺乳动物的分类和形态特征矩阵,其中包括了56个古哺乳动物分类单元和400多个形态学特征,最终确立了早期哺乳动物发育谱系树。
2018年6月,研究团队在著名科学杂志《自然》上发表了一篇名为《一早白垩世真兽类与有胎盘类—有袋类的分化》(An Early Cretaceous eutherian and the placental–marsupial dichotomy)的论文,在论文中将这种古哺乳动物命名为混元兽。

图注:混元兽的骨骼重建,图片来自网络

图注:研究团队的领导者——毕顺东,图片来自网络
混元兽(Ambolestes)的学名来自中文中的“元气未分,混沌为一,元气之始也”,意指其具有真兽类和后兽类的混合特征。混元兽的模式种名为周氏混元兽(Ambolestes zhoui),种名献给中国科学院院士、古脊椎与古人类研究所所长周忠和博士,感谢他在开启和推动热河生物群深入研究上做出的重大贡献。
白垩纪的树上小贼
通过对于化石的复原,我们得到了一只生活在白垩世热河生物群中的小型哺乳动物,它的样子就好像一只老鼠。混元兽的体长只有30多厘米,其中还有三分之一是身后的长尾巴。
混元兽长有尖长的脑袋,上面有一双大眼睛,能够帮助它们在缺乏光线的环境中或是黑夜里看清周围的环境。在混元兽的嘴中长有不同类型的牙齿,不过所有的牙齿都具有尖长的齿冠,说明它们是食肉动物。

图注:混元兽的头骨三维重建,图片来自网络

图注:混元兽的头骨,图片来自网络
混元兽的脖子较短,身体却并不细瘦,它的四肢较长,四肢上都长有五指。混元兽的指头长而灵活,具有很强的抓握能力,表明它们能够爬树,长尾巴则能够保持运动中身体的平衡。
古生物学家认为混元兽是一种树栖动物,只是偶尔才会来到地面上活动,这样能够躲避小型食肉恐龙的攻击。混元兽平时呆在树上,以各种昆虫为食,是生活在树上的小贼。

图注:混元兽的生态复原,图片来自网络
改变有袋类起源
今天地球上的哺乳动物分为三大类:单孔类、有袋类和有胎盘类。单孔类非常原始,只有三种,著名的鸭嘴兽便是单孔类,有袋类和有胎盘类则占了哺乳动物的绝大部分,其中的有袋类(以袋鼠、树袋熊为代表)相对原始,其雌性的腹部有一个育儿袋,可以将不成熟的幼体放在其中哺乳。有袋类动物是什么时候出现的,又是如何演化的呢?

图注:今天的有袋类动物,图片来自网络

图注:中国袋兽的化石、线图及复原,图片来自网络
2003年,古生物学家命名了中国袋兽(Sinodelphys),这种来自热河生物群的古哺乳动物被认为是最早的有袋类,它的发现证明了有袋类是在亚洲起源的。在混元兽的研究中,古生物学家发现其与中国袋兽均属于早期的真兽类(有胎盘类),但是外鼓骨形态上又与现生的有袋类动物负鼠相似,所以具备了有袋类和有胎盘真兽类的共同特征。正是关于混元兽的研究证明中国袋兽并非有袋类动物的祖先,有袋类动物并不能确定是在亚洲出现的,目前已知最早的有袋类动物是生存在距今1.1亿年前北美洲的三角齿兽(Deltatheridium)。

图注:混元兽舌骨器与负鼠和美洲狮舌骨器的比较,图片来自网络
除了证明有袋类起源并非亚洲,古生物学家在混元兽化石中还首次发现了舌骨器,舌骨器是悬挂在哺乳动物头骨和喉结之间的纤细骨头,能够为舌头和颈部肌肉提供附着。舌骨器是非常重要的结构,影响着动物的进食、咀嚼和发声,由于其不与别的骨头相连接,所以很难被保存下来。这次发现的混元兽舌骨器由7块骨头组成,非常精巧,其发现对于生物学和医学等诸多领域研究带来了新的启示。
小小混元兽的发现不但为我们探索有袋类的演化提供了新的证据,而且还保留了最早的舌骨器,它的发现和研究位列2018年中国古生物学十大进展第二位。

参考资料:
Shundong Bi; Xiaoting Zheng; Xiaoli Wang; Natalie E. Cignetti; Shiling Yang; John R. Wible (2018). “An Early Cretaceous eutherian and the placental–marsupial dichotomy”. Nature. 558 (7710): 390–395. Bibcode:2018Natur.558..390B. doi:10.1038/s41586-018-0210-3. PMID 29899454.
图片 / 网络(侵删)
文字 / 江氏小盗龙(江泓)
排版 / 江氏小盗龙
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:江泓
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