从爬行动物到哺乳动物的演化过程中,有两个最重要的形态和功能变化:牙齿从简单到复杂以提高摄食能力、下颌头骨关节变为中耳听骨组合以提高听觉效力。中外科学家近期对我国两种侏罗纪哺乳动物新化石的研究,揭示了哺乳动物最早的牙齿分化、中耳和颌关节转化,重塑和完善了早期哺乳动物的系统发育框架。

上述研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员毛方园、张驰联合内蒙古自然博物馆、云南省禄丰市自然资源局和楚雄州古生物化石研究中心以及美国、澳大利亚科研人员共同完成,相关成果形成两篇论文,4月3日在国际学术期刊《自然》同期发表。

现生哺乳动物的牙齿都源自一种叫作磨楔齿的牙齿模式。蜀兽是侏罗纪早期小型哺乳动物,具有特殊的假磨楔齿。近20年占主导地位的观点认为,蜀兽在系统发育上和南方磨楔齿类(包括鸭嘴兽等现生单孔类)的关系最近,但该观点在形态、功能和演化上都存在无法解释的难点。

在第一篇论文中,研究人员对内蒙古道虎沟中侏罗纪时期(1.68亿年至1.64亿年前)的两个标本进行了研究,建立了一个蜀兽新属种“周氏近柱齿兽”,并根据牙齿研究的系列证据提出了一种新的解释:蜀兽的假磨楔齿与南方磨楔齿类无关,而与另一种已灭绝的哺乳动物的臼齿模式同源。该研究对单孔类的起源提出了新的观点,改写了哺乳动物生命树早期演化的结构。

第二篇论文研究了来自云南禄丰早侏罗纪(2.01亿年至1.84亿年前)的第二种新发现的、更原始的哺乳动物“杨氏滇尖齿兽”和上述“周氏近柱齿兽”的中耳。这两个新属种的标本,提供了迄今为止中生代哺乳形动物中保存最为完整的下颌中耳结构,补上了从双颌骨关节到过渡型中耳单颌关节中间缺失的演化证据。

“研究为哺乳动物中耳演化这个世界难题提供了以中国材料为基础的完整证据链。”毛方园说,中耳演化和牙齿演化的成果,将促进早期哺乳动物演化研究翻开新篇章。(记者温竞华)