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新白垩纪哺乳动物为听力模块和咀嚼模块的分离提供了证据

发布时间:2019/12/08 新闻 浏览次数:53

 

重建了Origolestes lii休息时死亡的环境。图片来源:赵闯由中国科学院脊椎动物古生物学与古人类研究所(IVPP)的毛方元和美国自然历史博物馆的孟瑾组成的联合研究小组报告了一种新的共生体,茎干动物人Origolestes lii来自中国辽宁省早白垩世热河生物群的哺乳动物。

牛至的一个关键特征是听觉骨骼与梅克尔软骨之间的骨骼联系已经消失,这表明在哺乳动物进化中听力和咀嚼模块的分离。他们的发现发表在12月5日的《科学》杂志上。

新物种是根据多个3-D骨骼标本建立的。研究人员使用高分辨率显微断层扫描技术(micro CT)重建了动物的3D骨骼形态。标本的埋葬形式表明这些动物在静止时死亡。结果,骨骼在化石过程中基本不受干扰,因此可以保留详细的结构。

来自同一物种的个体的头骨形态,齿列,颌骨和牙齿磨损显示出咬合和咀嚼过程以及颌骨偏航和滚动过程中打开和闭合运动的迹象。

毛说:“下颌骨在咀嚼过程中的多方向运动可能是导致听小骨从牙骨和梅克尔软骨脱离的选择压力之一。”

从形态和功能的角度来看,分离的听觉和咀嚼模块消除了相互干扰的物理约束,并有可能增加了两个模块的进化能力。

动物(Origolestes lii)死亡时对环境环境的艺术重建(在风景中)。这些标本来自中国辽宁省义县组的陆家屯床,该组已产生早白垩世热河生物群。艺术品显示该动物在静止时死亡,这种状况类似于在同一地区的其他脊椎动物(包括恐龙)中发现的状况。因此,听觉模块可能具有更大的潜力来发展对高频声音的敏感听觉,而咀嚼模块可能已经能够发展出多种多样的牙齿形态和咬合模式,从而有利于食用不同的食物。

借助高分辨率的微CT扫描,研究人员能够对Origolestese的3-D听骨形态进行成像。这些形态可能是已知的中生代哺乳动物中最完整的形态,并为以后的哺乳动物中耳进化研究提供了丰富而明确的化石证据。

CT绘制的Origolestes lii标本在静止姿势下显示出相似的状态。来源:MAO Fangyuan Origolestes的一个特殊之处在于,除了所有哺乳动物都具有的pes骨,槌骨,砧骨和外鼓膜外,其中耳还保留了上颌骨。它在其他哺乳动物中不存在。

这个特征对古哺乳动物和现代发育生物学的研究提出了一个具有挑战性的问题:这种听骨在哺乳动物进化过程中是否完全丢失了,还是以人们不注意到的方式存在于现存的哺乳动物中?有关化石的更多发现和发育生物学的更详细研究最终可能会回答这个问题。