化石扰乱哺乳动物家谱

研究对侏罗纪哈拉米兽是否为真正哺乳动物存在争议

两块化石让古生物学家为如何将一组神秘的动物放入哺乳动物家谱而挠头。一个分析其中一块化石的团队认为该组属于哺乳动物,但研究另一块化石的研究人员则认为其进化谱系实际上早于真正的哺乳动物。专家表示,这种情况需要更多的分析、更多的化石,或者两者都需要。

这些化石代表了以前未知的物种,今天在《自然》杂志上进行了描述。两者都是哈拉米兽的成员,该类动物大约在2.12亿年前首次出现,研究人员在1840年代后期首次认识到它们。到目前为止,人们对这些生物的了解仅限于它们独特的牙齿的零星例子(具有一些啮齿动物的特征)以及一个不完整的下颌骨。但是今天描述的这两块化石不仅包括独特的牙齿,还包括椎骨以及来自四肢、脚和尾巴的骨头。

“对于这样一个极其模糊的群体来说,同时出现两个相当完整的骨骼是了不起的,”俄克拉荷马州诺曼自然历史博物馆的脊椎动物古生物学家理查德·西费利说,他是一篇相关新闻与观点的合著者。“这些新化石改变了一切。”


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树栖动物
其中一种哈拉米兽大约在1.6亿年前生活在今天的中国东北,并且非常适应树栖生活(见下面的重建图)。纽约美国自然历史博物馆研究古代哺乳动物的合著者金孟说,它的手和脚相对较小,但手指和脚趾却异常长。按比例而言,这种生物的手指和脚趾甚至比许多现代树栖哺乳动物的还要长,并且其一些尾椎骨上的特征暗示它可能有一条可抓握的尾巴。孟和他的同事将该生物归入一个新属,Arboroharamiya

孟说,这种生物的牙齿形状和咀嚼时的啮合方式表明,Arboroharamiya要么以种子为食,要么是杂食性的。而且,它的下颌每一侧都只包含一块骨头,这使其更像现代哺乳动物的下颌,而不是爬行动物的下颌,后者有另外三块骨头,在哺乳动物中已经进化成中耳的骨头。这表明Arboroharamiya可能具有类似哺乳动物的耳朵结构。(在标本中没有发现耳骨,但这些微小的骨头在哺乳动物化石中很少保存。)

为了研究该动物的进化关系,该团队分析了来自50多种不同古代哺乳动物的400多种解剖特征,其中大多数生活在2.5亿到1亿年前。他们的计算将Arboroharamiya置于哺乳动物家谱之内,并表明哺乳动物作为一个群体,最早出现在2.28亿到2.01亿年前之间的某个时间。

大牙齿
第二篇《自然》论文中描述的哈拉米兽物种是从中国内蒙古的岩石中挖掘出来的,其年代可追溯到1.65亿至1.64亿年前。该动物的下颌第一前臼齿上有一个特别大的尖牙,因此研究人员将其归入一个新属,Megaconus

Arboroharamiya不同,这种生物可能生活在森林地面上:在它的每个后腿中,两个较低的骨头在顶部和底部融合在一起,类似于地栖犰狳的腿骨(见顶部的重建图)。德国波恩大学的古生物学家托马斯·马丁说,这种生物重约250克——大约相当于一只花栗鼠的大小——并且可能具有蹒跚的步态。

他和他的同事根据与100多个其他群体动物的比较,绘制了Megaconus的家谱。结果表明,所有现存哺乳动物的共同祖先大约生活在1.8亿年前,并且包括Megaconus在内的哈拉米兽在真正的哺乳动物进化前大约4000万年就从家谱中分离出来。

不幸的是,两个家谱都不能完全与所有数据一致。西费利说,只有更多的化石才能消除这种混乱——最好是包括整个或大部分头骨的化石,其解剖特征对于确定进化关系特别有指导意义。“要打破这种僵局,我们真的需要更多信息,”他说。

肯塔基州路易斯维尔大学的脊椎动物古生物学家吉列尔莫·鲁吉尔说,还有另一种可能性。MegaconusArboroharamiya“已被分配到同一组,但它们是非常不同的生物,”他说。事实上,他补充说,在下颌骨和其他特征方面更先进的两种生物中的Arboroharamiya,实际上可能属于一个长期成功但现已灭绝的哺乳动物群体,称为多瘤齿兽——这种重新排列可以解释这些单独研究绘制的家谱之间的差异。

他建议,现在要做的一件事是进行一项包含两个新物种的单一分析,然后看看哺乳动物的家谱是什么样子。

本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2013年8月7日首次发表

Sid Perkins, who writes most often about Earth and planetary sciences, materials science and paleontology, is based in Crossville, Tenn.

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