化石擾亂哺乳動物家譜

研究對侏羅紀哈拉米獸是否為真正哺乳動物存在爭議

兩塊化石讓古生物學家為如何將一組神秘的動物放入哺乳動物家譜而撓頭。一個分析其中一塊化石的團隊認為該組屬於哺乳動物,但研究另一塊化石的研究人員則認為其進化譜系實際上早於真正的哺乳動物。專家表示,這種情況需要更多的分析、更多的化石,或者兩者都需要。

這些化石代表了以前未知的物種,今天在《自然》雜誌上進行了描述。兩者都是哈拉米獸的成員,該類動物大約在2.12億年前首次出現,研究人員在1840年代後期首次認識到它們。到目前為止,人們對這些生物的瞭解僅限於它們獨特的牙齒的零星例子(具有一些齧齒動物的特徵)以及一個不完整的下頜骨。但是今天描述的這兩塊化石不僅包括獨特的牙齒,還包括椎骨以及來自四肢、腳和尾巴的骨頭。

“對於這樣一個極其模糊的群體來說,同時出現兩個相當完整的骨骼是了不起的,”俄克拉荷馬州諾曼自然歷史博物館的脊椎動物古生物學家理查德·西費利說,他是一篇相關新聞與觀點的合著者。“這些新化石改變了一切。”


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樹棲動物
其中一種哈拉米獸大約在1.6億年前生活在今天的中國東北,並且非常適應樹棲生活(見下面的重建圖)。紐約美國自然歷史博物館研究古代哺乳動物的合著者金孟說,它的手和腳相對較小,但手指和腳趾卻異常長。按比例而言,這種生物的手指和腳趾甚至比許多現代樹棲哺乳動物的還要長,並且其一些尾椎骨上的特徵暗示它可能有一條可抓握的尾巴。孟和他的同事將該生物歸入一個新屬,Arboroharamiya

孟說,這種生物的牙齒形狀和咀嚼時的齧合方式表明,Arboroharamiya要麼以種子為食,要麼是雜食性的。而且,它的下頜每一側都只包含一塊骨頭,這使其更像現代哺乳動物的下頜,而不是爬行動物的下頜,後者有另外三塊骨頭,在哺乳動物中已經進化成中耳的骨頭。這表明Arboroharamiya可能具有類似哺乳動物的耳朵結構。(在標本中沒有發現耳骨,但這些微小的骨頭在哺乳動物化石中很少儲存。)

為了研究該動物的進化關係,該團隊分析了來自50多種不同古代哺乳動物的400多種解剖特徵,其中大多數生活在2.5億到1億年前。他們的計算將Arboroharamiya置於哺乳動物家譜之內,並表明哺乳動物作為一個群體,最早出現在2.28億到2.01億年前之間的某個時間。

大牙齒
第二篇《自然》論文中描述的哈拉米獸物種是從中國內蒙古的岩石中挖掘出來的,其年代可追溯到1.65億至1.64億年前。該動物的下頜第一前臼齒上有一個特別大的尖牙,因此研究人員將其歸入一個新屬,Megaconus

Arboroharamiya不同,這種生物可能生活在森林地面上:在它的每個後腿中,兩個較低的骨頭在頂部和底部融合在一起,類似於地棲犰狳的腿骨(見頂部的重建圖)。德國波恩大學的古生物學家托馬斯·馬丁說,這種生物重約250克——大約相當於一隻花栗鼠的大小——並且可能具有蹣跚的步態。

他和他的同事根據與100多個其他群體動物的比較,繪製了Megaconus的家譜。結果表明,所有現存哺乳動物的共同祖先大約生活在1.8億年前,並且包括Megaconus在內的哈拉米獸在真正的哺乳動物進化前大約4000萬年就從家譜中分離出來。

不幸的是,兩個家譜都不能完全與所有資料一致。西費利說,只有更多的化石才能消除這種混亂——最好是包括整個或大部分頭骨的化石,其解剖特徵對於確定進化關係特別有指導意義。“要打破這種僵局,我們真的需要更多資訊,”他說。

肯塔基州路易斯維爾大學的脊椎動物古生物學家吉列爾莫·魯吉爾說,還有另一種可能性。MegaconusArboroharamiya“已被分配到同一組,但它們是非常不同的生物,”他說。事實上,他補充說,在下頜骨和其他特徵方面更先進的兩種生物中的Arboroharamiya,實際上可能屬於一個長期成功但現已滅絕的哺乳動物群體,稱為多瘤齒獸——這種重新排列可以解釋這些單獨研究繪製的家譜之間的差異。

他建議,現在要做的一件事是進行一項包含兩個新物種的單一分析,然後看看哺乳動物的家譜是什麼樣子。

本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2013年8月7日首次發表

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

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