1亿多年前掘穴谁最强?中国掘兽和陈氏掘尖齿兽实力相当

社会新闻中国新闻网2021-04-08 11:13
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  中新网北京4月8日电 (记者 孙自法)记者8日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,该所副研究员毛方园、张驰与美国自然历史博物馆研究员孟津等合作,最新在中国东北热河生物群发现早白垩纪(约1.3亿到1.1亿年前)的两个哺乳形动物新属新种化石——中国掘兽和陈氏掘尖齿兽,是热河生物群中首次发现的前爪挖掘型穴居哺乳形动物。

最新研究发现的中国掘兽(左)和陈氏掘尖齿兽化石标本。 孙自法 摄

最新研究发现的中国掘兽(左)和陈氏掘尖齿兽化石标本。 孙自法 摄

  这两个新属种动物化石发现及其研究成果论文,北京时间7日深夜在国际著名学术期刊《自然》在线发表。该研究表明,适应掘穴习性的哺乳动物可以通过挖掘行为的独有特征来辨别,虽然中国掘兽和陈氏掘尖齿兽的亲缘关系较远,但两个物种有一些特征很相似,包括它们都是后肢短前肢长、尾巴较短、爪子粗壮,椎体(除尾椎外)数量也较多。

最新研究发现的陈氏掘尖齿兽化石标本。 孙自法 摄

最新研究发现的陈氏掘尖齿兽化石标本。 孙自法 摄

  研究人员认为,穴居和挖掘适应在不同哺乳形动物中独立演化了多次,中国掘兽和陈氏掘尖齿兽的相似特征是在类似的选择压力下独立演化而来,它们都表现出掘穴的趋同演化特征,具有明显的、适应掘土穴居生活的肢骨特化,还伴随有椎体的形变和量变。

毛方园展示最新研究发现的中国掘兽和陈氏掘尖齿兽化石生态复原图。 孙自法 摄

毛方园展示最新研究发现的中国掘兽和陈氏掘尖齿兽化石生态复原图。 孙自法 摄

  论文第一作者兼共同通讯作者毛方园介绍说,中国掘兽是来自辽宁省九佛堂组的三列齿兽(一种类似哺乳动物的爬行动物),体长316毫米,也是热河生物群发现的首个三列齿兽。陈氏掘尖齿兽发现于辽宁省义县组,它比中国掘兽小,体长183毫米,是热河生物群中较常见的真三尖齿兽(现代有胎盘类哺乳动物和有袋类动物的远亲)。

最新研究发现的中国掘兽化石标本。 孙自法 摄

最新研究发现的中国掘兽化石标本。 孙自法 摄

  这两个新属种化石的正型标本都为保存基本完好的骨架。其中,中国掘兽的正型标本保存有已知三列齿兽中最完整的头后骨骼,也是热河生物群里首次发现的基干哺乳形动物化石,代表了非哺乳下孔类迄今为止已知最晚的孑遗物种。

热河生物群主要哺乳类动物复原图。 赵闯 绘制 摄

热河生物群主要哺乳类动物复原图。 赵闯 绘制

  它们和地面行走奔跑、树上攀援、水中游泳的种类相比,其肢骨变得短粗,前肢尤甚,后肢较弱;肱骨强壮,其远端极宽,达到肱骨长度的60-70%;强壮的内外髁突为腕部和指屈肌(内侧)和伸肌(外侧)的附着点,可以产生强大的内、外的力量,用于挖掘;尺骨鹰嘴突长,且鹰嘴突与肘关节枢轴远端的尺骨其余部分的长度比例通常较高,反映出该类动物外力的增加。

哺乳形系统发育框架及主要类群的分异时间。() 张驰 分析制图 摄

哺乳形系统发育框架及主要类群的分异时间。张驰 分析制图

  作为挖掘工具,这两种动物前肢手掌宽阔,爪长而结实,第一指骨明显长于其它指骨,而其他的指骨和掌骨都变短、变粗。躯干长而灵活,脖子短粗有力,尾巴小减小阻力,这些都是挖掘型穴居动物肢骨常见的适应变化。特别的是,在中国掘兽后掌中,第一掌骨和指骨完全退化丢失。陈氏掘尖齿兽的头骨也体现了一些相关的适应变化,头的轮廓呈三角形,吻部尖,鼻骨变厚,眼眶较小,枕部增大用于附着颈、肩部肌肉,以辅助掘地。

中生代哺乳形类主要生态习性代表门类脊柱对比及演化发育机制示意图。 毛方园 供图 摄

中生代哺乳形类主要生态习性代表门类脊柱对比及演化发育机制示意图。 毛方园 供图

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽牙齿和肢骨对比。 毛方园 供图 摄

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽牙齿和肢骨对比。 毛方园 供图

  毛方园表示,最新完成的合作研究基于简约法和似然法方法进行的系统发育分析,从以哺乳型动物为主体,扩大到哺乳形动物,成为目前哺乳形动物系统发育最为全面的一个分析。通过贝叶斯方法计算,该研究还获得哺乳形动物主要类群的分异时间,既为了解哺乳形动物的演化提供时间框架,也为解释挖掘穴居以及脊椎变化在哺乳形动物不同支系中趋同演化提供系统发育框架。(完)

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本。 毛方园 供图 摄

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本。 毛方园 供图

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽生态复原图。 赵闯 绘制 摄

中国掘兽和陈氏掘尖齿兽生态复原图。 赵闯 绘制

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