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中科院Nature新文章平息数十年生物学界争议

2014.9.11

  古生物学家们发现了三个外形酷似小松鼠的新物种,从而将一群知之甚少的中生代动物坚定地放置在了哺乳动物家族树中。由中国科学院和美国自然历史博物馆的科学家们所领导的这项研究支持了这一观点:哺乳动物,这一包括产卵单孔类动物如鸭嘴兽、有袋类动物如负鼠,和有胎盘类动物如人类和鲸在内的极端多样化的动物群体,起源于至少2.08亿年前的三叠纪晚期(late Triassic),远比以往一些研究认为的要早得多。这项研究发表在今天的《自然》(Nature)杂志上。

  论文的共同作者、美国自然历史博物馆古生物学部负责人孟津(Jin Meng)说:“数十年来,科学家们一直就称作为小贼兽目(Haramiyida)的灭绝动物群是否属于哺乳动物而争论不休。以往,我们知道的有关这些动物的一切信息都是基于下颌碎片和单个的牙齿。而我们发现的这些新样本保存极为完好。基于这些化石,我们现在知道了这些动物真正的样子,证实了它们确实是哺乳动物。”

  研究人员是根据在中国发现的6个有1.6亿年历史、几近完整的化石,描述出了这三个新物种,它们分别被命名为Shenshou lui、Xianshou linglong和Xianshou songae。这些被研究人员置于新进化枝(clade)中的动物叫做Euharamiyida,它们的样子与小松鼠非常相似。其重量在1-10盎司之间,有尾巴和脚,这表明了它们是树栖动物。

  孟津说:“它们是攀爬能手,有可能比松鼠以更长的时间待在树上。它们的手和脚适合于抓握树枝,而不适合于在地上行走。”

  Euharamiyida的成员有可能利用了“奇特”的牙齿(牙冠上有许多的尖头)来吃昆虫、坚果和水果。人们认为由共同的祖先进化而来的哺乳动物有三个牙尖;人类磨牙最多可以有5个牙尖。但新发现的物种每个磨牙上都有两排平行的牙尖,每一边有多达7个牙尖。这种复杂的牙模式与其他哺乳动物牙模式的进化关系让科学家们困惑了数十年。

  除了不同寻常的牙齿模式,新haramiyidan化石中看到的整体形态、身体特征都属于哺乳动物。例如,这些样本显示了典型的哺乳动物中耳证据。哺乳动物的中耳非常独特,其具有三块骨头,新化石表明了这一事实。

  另一个问题则是新物种在哺乳动物中的位置:基于Euharamiyida物种和其亲属的时代,哺乳动物与爬行动物进化分歧发生的时间要远远早于一些研究估计的时间。并非起源于1.76-1.61亿年前的侏罗纪中期,哺乳动物有可能首先出现在2.35-2.01亿年前的三叠纪晚期。这一研究发现与一些采用DNA数据的研究相符。

  孟津说:“我们在这里提供了非常令人信服的证据,证实这些动物是哺乳动物,我们需要往回拨动哺乳动物分歧的时钟。更重要的是,这些新化石提供了一组新的特征,有可能帮助我们讲述更多的关于远古哺乳动物的故事。”

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