快捷搜索:  as

1.24亿年前的一次“分手”,让哺乳动物吃得更香

李氏源掠兽模式CT-重修毛方园供图

这是一个哺乳动物进化出灵敏听觉和高效咀嚼的故事。

近日,《科学》杂志在线颁发了一项关于1.24亿年前基干兽类李氏源掠兽的听觉和咀嚼器官演化的钻研成果。来自中国科学院古脊椎动物与前人类钻研所等单位的钻研职员发明,曾经一体化的听觉和咀嚼器官,为了适应自然选择,前进听觉和咀嚼的效率,两个模块徐徐分离。新发明的李氏源掠兽化石齐全地展现了两个模块在基干兽类中演化分离节点的表型特性;分离的听觉和咀嚼器官,使得哺乳动物的听觉加倍灵敏、咀嚼加倍高效。

大年夜量钻研注解听骨和齿后骨具有同源关系

模块演化是演化生物学和发育生物学相结合的一个观点。生物体可在不合层次上分化为小的形态、发育或功能单元;它们在发育和基因调控上相对自力,在演化中可具不合变异速度,并且能够在不影响其他模块形态功能的环境下,自力地吸收自然选择的感化。比如,脊椎动物的前肢便是一个同源模块演化的例子,可以进化成同党、鳍或人类的手,但并不影响其他部分,如后肢的形态及功能。

哺乳动物下颌和听骨是一个特其余模块演化例子。它的独特点在于,该演化兼具同源模块的多样化和功能特异化等特点,且从一个复合形态功能一体化的繁杂布局,慢慢演化成两个形态和功能完全自力的器官模块。

事实上,形态解剖学、发育生物学、遗传学的大年夜量钻研已经注解,哺乳动物的听骨和爬虫类的齿骨后骨具有同源关系。近年来的钻研,更进一步注解,这些骨骼在各个类群的早期发育历程中,受到相同基因机制的调控;这些机制,以致可以追溯到鱼类下颌的发育。

为中耳演化过渡模式供给证据

钻研职员基于早白垩热河生物群(陆家屯层)中三维立体保存的六件标本,使用显微断层扫描(CT)和三维立体重修等措施,建立了一个对齿兽的新属种:李氏源掠兽。“取这个名字,是为了纪念文章的作者之一,于今年10月死的中国早期哺乳动物钻研奠基人之一李传夔钻研员。”论文第一作者、中国科学院古脊椎动物与前人类钻研所博士毛方园说道。

钻研注解,李氏源掠兽在咬合咀嚼历程中,下颌除了开合运动,也具有横向移动和沿长轴偏向的迁移转变。这种下颌咀嚼时的多向运动历程,很可能是导致兽类中耳听骨与齿骨、麦氏软骨离开的选择压力之一。

近20年中国辽西地区发明的中生代哺乳动物中,爬兽等的骨化麦氏软骨、辽尖齿兽等的听骨,供给了从下颌中耳到范例哺乳动物中耳之间演化过渡模式的证据。

然而,在过渡型中耳中,听骨虽然离开了齿骨,但仍与骨化的麦氏软骨慎密绞合,后者与齿骨相连;是以,听觉和咀嚼的功能尚未完全分开,互相还有影响。

首次展示听觉与咀嚼模块分离的关键节点

“然则,李氏源掠兽的多件标本首次展示一个关键特性,即听骨与麦氏软骨之间无骨质连接,这意味着听觉与咀嚼器官完全分离,代表了哺乳动物演化入耳觉与咀嚼模块分离的关键节点。”毛方园说,这一发明弥合了过渡型中耳和范例哺乳动物中耳在演化历程中表型特性的空白,在系统发育和特性演化上,代表了基干兽类中更为进步的一个演化阶段。

从形态功能上看,分离的听觉和咀嚼模块,打消了两者之间互关连扰的物理制约身分,增添了两个模块演化和多向适应的可能性;听觉器官具备了向高灵敏度高频听力成长的潜力,咀嚼器官也得到了牙齿和咬合要领多样性演化以摄取不合食品的可能性。

毛方园表示,现生哺乳动物大年夜约有6500种,此中仅有5种是产卵的单孔类,比如鸭嘴兽,散播于澳洲;其它哺乳动物属于兽类,包括有袋类379种,比如澳洲袋鼠,以及6111种有胎盘类哺乳动物,包括我们人类。是以,哺乳动物的多样性,基础上便是在说兽类。兽类本日在地球生态系统中的成功,和它们先人的各类演化实验分不开。而听觉和咀嚼模块的分离,应该是基干兽类演化成功部分的一个例子。

滥觞:科技日报

责任编辑:虞鹰

您可能还会对下面的文章感兴趣: