(原文作者:毛方園)
中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究人員與中美數(shù)家研究機構(gòu),于2017年11月13日在英國《自然》(Nature)期刊聯(lián)合發(fā)表了關(guān)于晚侏羅世早期燕遼生物群樹賊獸一個新種——阿霍氏樹賊獸的研究成果。新種標(biāo)本產(chǎn)于河北省青龍縣干溝鎮(zhèn)髫髻山組,時代為晚侏羅世早期(距今約164~159百萬年前),屬于燕遼生物群。新材料不僅保存了迄今為止賊獸類中最好的滑翔皮翼形態(tài)和毛發(fā)印痕的細節(jié),還保存了中生代哺乳動物中時代最早、最為完整的中耳區(qū)結(jié)構(gòu),對于認識中生代哺乳動物多樣性和哺乳動物中耳演化具有重要意義。
阿霍氏樹賊獸全身骨骼纖細,前后肢骨骼伸長,前后肢之間具主側(cè)翼,頸部和前肢間具前翼,以及尾部和后肢間具尾翼,皮翼上有規(guī)律排列的毛發(fā),長且可以展開至毛發(fā)的尾部。它們手掌、腳掌都有伸長的指(趾)骨,體現(xiàn)了具抓握、攀緣能力的骨骼特征。這些綜合特征和現(xiàn)生的有袋類、嚙齒動物中的滑翔物種非常近似。到目前為止,燕遼生物群中的所有賊獸類屬種,均來自距今約164~159百萬年前這一時間段,都呈現(xiàn)出適應(yīng)樹棲、具有滑翔能力的特征,代表著一個在侏羅紀(jì)森林環(huán)境中多樣性較高的樹棲類群,在時代上僅次于2006年發(fā)表的已知最早的中生代滑翔哺乳動物,產(chǎn)于內(nèi)蒙古寧城道虎溝、同屬燕遼生物群的翔獸(距今約為168~164百萬年前)。
具翼膜和毛發(fā)印痕的晚侏羅早期阿霍氏樹賊獸 (毛方園供圖)
除了適應(yīng)滑翔的特征和精細結(jié)構(gòu),阿霍氏樹賊獸還保存有早期哺乳動物中最為完整的中耳結(jié)構(gòu)。哺乳動物中耳的演化,一直是脊椎動物演化中的一個經(jīng)典課題。至少從1837年開始,人們就認識到哺乳動物中耳的聽小骨,是由與爬行動物頜關(guān)節(jié)有關(guān)的幾塊骨頭演化而來的。哺乳動物的中耳通常認為由鐙骨、砧骨和錘骨構(gòu)成,此外還有支撐耳膜的外鼓骨。與此相比,爬行動物的中耳只有一塊耳柱骨(=鐙骨)。而在爬行動物的下頜中,除了牙齒依附的齒骨,還有幾塊齒骨后骨,分別是:前關(guān)節(jié)骨,關(guān)節(jié)骨,隅骨和上隅骨。根據(jù)發(fā)育生物學(xué)和古生物學(xué)的眾多研究,基本上公認哺乳動物的錘骨是和爬行動物下頜中的前關(guān)節(jié)骨和關(guān)節(jié)骨同源的,外鼓骨和爬行動物下頜的隅骨同源,而砧骨是和爬行動物頭骨中的方骨同源。但阿霍氏樹賊獸的中耳區(qū),除了上述骨塊之外,還保留了上隅骨,后者在所有已知哺乳動物中耳中都不存在。這些微小的骨骼,基本原位保存,且與下頜完全脫離,呈現(xiàn)出了典型哺乳動物中耳的特征,但和現(xiàn)今已知的哺乳動物中耳的相應(yīng)骨頭在形態(tài)上有很大的差別,代表了一個全新的哺乳動物中耳類型。這個類型的產(chǎn)生,可能與賊獸類特殊的下頜關(guān)節(jié)的形成以及牙齒的咀嚼運動模式有關(guān)。
阿霍氏樹賊獸復(fù)原圖(史愛娟繪制)
阿霍氏樹賊獸中耳的發(fā)現(xiàn),除提供了極為重要的形態(tài)學(xué)信息外,還對現(xiàn)有哺乳動物中耳演化的研究,提出了很多挑戰(zhàn)性的問題,具有啟發(fā)性的意義。迄今為止,尚沒有研究能夠回答似哺乳爬行動物齒骨后骨中上隅骨的歸宿問題。而上隅骨在賊獸這個類群的存在,說明在哺乳動物耳區(qū)的演化過程中,它曾和其它聽小骨一樣進入到耳區(qū),成為聽覺器官的一部分。因此,在其他早期哺乳動物類群中,上隅骨也可能存在于中耳中,但在后來的演化過程中,或與別的骨塊愈合,或丟失。這個新的發(fā)現(xiàn),會促使古生物學(xué)家更加重視探索哺乳動物中耳演化的過程,尤其是上隅骨的歸宿。同時,也會對發(fā)育生物學(xué)家提供新的參考線索,在對現(xiàn)生哺乳動物的發(fā)育研究中,留意上隅骨存在的可能性。結(jié)合新的哺乳動物系統(tǒng)發(fā)育研究,阿霍氏樹賊獸中耳,和現(xiàn)生哺乳動物中的獸類及單孔類的中耳,應(yīng)該是獨立演化獲得的。這說明中耳聽小骨這樣精細復(fù)雜且具有重要感知能力的結(jié)構(gòu)以及滑翔的運動方式,在哺乳動物中獨立演化了多次。