中科院古脊椎动物与古人类研究所、美国自然历史博物馆的研究人员发现了来自早白垩纪(约1.3亿~1.1亿年前)的三列齿兽中国掘兽和真三尖齿兽陈氏掘尖齿兽。该研究成果4月7日在线发表于《自然》期刊。研究人员把它们和现生动物进行对比,发现了哺乳动物脊柱的多型性及因此产生物种多样性的原因。
这两个哺乳形动物新种来自“世界级化石库”——中国辽西热河生物群,两个种的正型标本都为保存基本完好的骨架。其中,中国掘兽的标本不仅保存着已报道的三列齿兽类中最完整的头后骨骼,还是热河生物群中首次发现的基干哺乳形动物化石,代表了非哺乳下孔类迄今为止已知最晚的孑遗物种。
中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本
科学家研究发现,穴居和挖掘适应在不同哺乳形动物中独立演化了多次,骨骼表现除了肢骨的特化,还伴随有椎体的形变和量变;根据现生哺乳动物的体节发生中基因调控中轴骨数目和体节分区形态机制,结合化石记录,研究人员提出哺乳动物化石躯干的多样性表型变化范围和现生哺乳动物的类似,体现了具有一定可塑性的发育机制,这种机制在中生代哺乳形动物中已经形成,并保持到现生种类中。在这个发育机制下,物种为适应自然选择而产生的生态习性和生物力学需求,产生了哺乳形动物身体躯干的多样性。
研究推断,一个物种适应自然选择而产生的生态习性和生物力学需求,如运动的快慢、背部稳定性、步态对称性、以及新陈代谢效率等,会影响胚胎发育机制,在不同种类中形成多样的脊椎数量和形态的变化,使其躯干具多种变化适应不同环境。行动缓慢的物种,脊椎数量趋向明显增加;而猫科动物那种具有背部大幅运动的快速奔跑种类,脊椎数量趋于稳定。穴居的中国掘兽和掘尖齿兽,也体现了这种关系。但这并不是一个稳定的规律,不具有一般性。在化石和现存的哺乳动物形态中观察到的多种模式表明,发育和选择压力可能对特定物种的作用方式是不同的。但发育机制的可塑性和多样的选择压力,对哺乳形类动物中轴骨形态多样性演化起了关键作用。
供图/中科院古脊椎动物与古人类研究所
文/北京青年报记者 雷嘉
编辑/毛羽
