1.2億年前的「夢幻小獸」現身 填補中耳演化研究空白

    遠古的祖先，和如今人類的聽力是一樣的嗎？近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王海冰和王元青研究團隊的一項有關早期真獸類聽覺器官演化的研究成果，在《自然-通訊》在線發表。該成果首次呈現了早白堊世真獸類的中耳結構，並結合古生物學和發育生物學證據，討論獸類哺乳動物中耳的演化創新，結合磨楔式牙齒結構的完善，為現代哺乳動物聽力能力的提高和生態空間的拓展奠定了重要基礎。

    在漸進演化的過程中，哺乳動物中耳堪稱典型。現生哺乳動物的中耳具有3塊聽小骨，包括錘骨、砧骨和鐙骨，而爬行動物中僅有1塊耳柱骨。19世紀，胚胎生物學家通過系統比較四足動物頭骨發育的差別，構建了有關哺乳動物中耳聽小骨同源性假說的基本框架：錘骨與爬行類的關節骨和前關節骨同源，砧骨與爬行類頭骨上的方骨同源，鐙骨與耳柱骨同源。20世紀初，一系列保存完好的下孔類化石的發現，進一步支持了這一假說。

    然而，很長一段時間里，由於化石保存問題，對於哺乳動物中耳早期演化的討論，一直缺乏直接的化石證據，之前所有的發現都集中於基幹類群，而在與人類演化密切相關的真獸類和後獸類祖先中，中耳演化的直接證據十分有限。

    王元青研究員團隊在遼寧喀左羊角溝下白堊統九佛堂組地層中，發現了一件真獸類化石，這一地層距今約1.2億年。經過長時間室內精心修理，高精度CT掃瞄、三維重建以及新的系統發育研究，研究團隊確定，該化石代表了早期真獸類新物種，將其命名為「夢幻小獸」。作為最早的真獸類哺乳動物之一，夢幻小獸顯示出了現代獸類哺乳動物中耳的典型特徵，填補了獸類早期演化的空白。

    研究團隊在重建了夢幻小獸頭骨形態後確定，早白堊世真獸類的中耳骨骼形態包括外鼓骨、錘骨、砧骨和鐙骨。夢幻小獸下頜的麥氏軟骨溝已完全退化，表明中耳聽小骨已完全脫離下頜，具有典型哺乳動物中耳的特徵。

    這一結果不同於最近發表的九佛堂傳夔獸，後者仍然保留了較為纖細的骨化麥氏軟骨。這表明，在獸類演化的早期階段，即使在系統關係很近的物種中，中耳形態也存在一定程度的變異。

    這項研究最重要的發現之一，是夢幻小獸中保存了完整的、馬鞍型的錘骨-砧骨關節，與目前已知的基幹類群區分明顯，而與現代獸類一致。儘管現代哺乳動物中耳聽小骨的形態多樣化程度極高，但學界在錘骨-砧骨關節方式的二分性上觀點較為一致，即以單孔類為代表的疊覆式關節和以獸類為代表的馬鞍型關節。

    此外，夢幻小獸中耳與現生獸類的「小型中耳」最為接近。依據錘骨-砧骨的形態，現生獸類哺乳動物的中耳通常被分為6個功能形態型，研究團隊結合較為可靠的錘骨-砧骨關節以及「小型中耳」中較為典型的錘骨球狀突，將夢幻小獸的中耳歸類為「小型中耳」，而非建立一個新類型。

    正如夢幻小獸這個名字的寓意一樣，每一次探索與發現，對研究者而言，都會帶來夢幻般的喜悅。據瞭解，具有「小型中耳」的現生哺乳動物都適應高頻聽力，夢幻小獸和九佛堂傳夔獸中耳、內耳結構表明早期真獸類很可能具備了比其他同時期哺乳類更加靈敏的聽覺，尤其是高頻聽力。這項研究還表明，獸類哺乳動物聽覺器官和取食器官趨離演化是獨立發生的。

中青報·中青網記者 張渺 來源：中國青年報

2023年12月04日 08 版