這塊1.64億年前的化石，是一只微小柱齒獸的最后記錄。它是一種類似鼩鼱的微小哺乳型動(dòng)物，也是動(dòng)物進(jìn)化出現(xiàn)代舌骨的最早例子。

“現(xiàn)在哺乳動(dòng)物已經(jīng)十分多樣化，能通過(guò)不同方式咀嚼食物，但它們都以同樣的方式咽下食物?！痹撗芯抠Y深作者、美國(guó)芝加哥大學(xué)解剖學(xué)和生物學(xué)教授羅哲西說(shuō)，“而從本質(zhì)上講，哺乳動(dòng)物咀嚼和吞咽的特殊方式都是由靈活的舌骨實(shí)現(xiàn)的。”

由山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授周長(zhǎng)付牽頭，中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際合作課題組經(jīng)過(guò)6年研究，最終證實(shí)在我國(guó)內(nèi)蒙古寧城五化地區(qū)發(fā)現(xiàn)的化石中的侏羅紀(jì)微小柱齒獸，具有與現(xiàn)生哺乳動(dòng)物同樣的舌骨構(gòu)造。該化石也是迄今最早具有完整舌骨的原始哺乳動(dòng)物化石。相關(guān)論文7月19日刊登于《科學(xué)》。

“這個(gè)發(fā)現(xiàn)證明我們的每次吞咽都和1.64億年前有關(guān)?！敝荛L(zhǎng)付告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“哺乳動(dòng)物舌骨出現(xiàn)于哺乳型動(dòng)物獲得咀嚼能力的最早期階段?！?/p>

“不同尋?！钡拿利惢?/p>

舌骨連接口腔后部，“守衛(wèi)”著食道和喉部的“大門”。包括人類在內(nèi)的現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的舌骨呈U形排列，類似馬鞍，對(duì)食物精細(xì)咀嚼和吞咽起關(guān)鍵作用。

研究人員表示，馬鞍狀舌骨決定了咽喉的框架，標(biāo)志著與爬行動(dòng)物相比，哺乳動(dòng)物的食物咀嚼和吞咽更為精細(xì)、復(fù)雜：哺乳動(dòng)物通常一次吞下小塊或細(xì)碎的食物，而不是像短吻鱷那樣一口吞下大塊食物或整個(gè)獵物。

然而，這種獨(dú)特的舌骨結(jié)構(gòu)何時(shí)，以及如何首次出現(xiàn)在哺乳動(dòng)物身上，一直是古生物學(xué)家的疑問(wèn)。

2014年，當(dāng)時(shí)就職于沈陽(yáng)師范大學(xué)的周長(zhǎng)付與同事在遼寧、內(nèi)蒙古和河北交界的燕遼生物群發(fā)現(xiàn)了一個(gè)保存有精致舌骨的微小柱齒獸化石。

“這是一塊原始的、美麗的化石。我第一眼就為這小小的化石保存得如此之好感到驚奇。我們有一種感覺(jué)，這塊化石不尋常，但我們對(duì)它的不尋常之處感到困惑?！绷_哲西說(shuō)，“在拍攝了詳細(xì)的照片，并在顯微鏡下檢查了化石之后，我們才意識(shí)到，這種侏羅紀(jì)動(dòng)物的舌骨非常小，很像現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的舌骨?！?/p>

脆弱的骨頭

微小柱齒獸屬于柱齒目，是中生代哺乳型動(dòng)物?！安溉樾蛣?dòng)物就是比哺乳動(dòng)物更早期的動(dòng)物，比如類人猿和人比較像，但是它不屬于哺乳動(dòng)物，而是哺乳型動(dòng)物。”周長(zhǎng)付說(shuō)。

據(jù)介紹，中生代（也被稱作爬行動(dòng)物時(shí)代）距今2.52億年至6600萬(wàn)年，在這個(gè)遠(yuǎn)古的年代，哺乳型動(dòng)物是現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的近親類群，所以中生代哺乳型動(dòng)物化石研究是古生物學(xué)和生命演化研究的熱點(diǎn)。

由于舌骨比較脆、比較小，難以保存，所以之前的化石研究中很少有人關(guān)注到這個(gè)領(lǐng)域。

“舌骨比較細(xì)小，又與其他骨骼連接不緊密，所以動(dòng)物死亡后，很容易脫落或腐爛，因此很難保存下來(lái)。之前發(fā)現(xiàn)的更古老的哺乳型動(dòng)物化石都沒(méi)有完整的舌骨保存下來(lái)，大多只有牙齒或不完整的頭骨等?！敝荛L(zhǎng)付說(shuō)，“因此，該研究為系統(tǒng)研究哺乳動(dòng)物舌骨演化課題填補(bǔ)了空白?！?/p>

在微小柱齒獸中發(fā)現(xiàn)舌骨之后，研究人員在其他中生代哺乳型動(dòng)物身上也發(fā)現(xiàn)了類似的舌骨化石結(jié)構(gòu)。

“現(xiàn)在我們第一次能夠從化石記錄中了解早期哺乳動(dòng)物的關(guān)鍵吞咽功能是如何進(jìn)化的。微小柱齒獸的微小舌狀體是解釋哺乳動(dòng)物進(jìn)食功能進(jìn)化的一個(gè)重要里程碑?！绷_哲西說(shuō)。

研究人員還指出，該發(fā)現(xiàn)表明現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的舌骨構(gòu)造起源并傳承于更為原始的哺乳型動(dòng)物，打破了人們對(duì)于舌骨起源于哺乳動(dòng)物而不是哺乳型動(dòng)物的常規(guī)科學(xué)認(rèn)識(shí)。

進(jìn)化新見(jiàn)解

研究人員還研究了微小柱齒獸的模型，并重建了其生活方式。

該化石體長(zhǎng)約14.7厘米，體重約5~9克。據(jù)介紹，這是迄今發(fā)現(xiàn)的體型最小的柱齒獸類化石。它的舌骨部分只有幾毫米大小，很難用肉眼分辨，科學(xué)家通過(guò)工業(yè)CT等技術(shù)手段探測(cè)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間研究，最終確定了舌骨的存在。

此外，現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的下顎和中耳是由第一個(gè)咽弓發(fā)育而來(lái)的，咽弓是脊椎動(dòng)物胚胎中的結(jié)構(gòu)，能發(fā)育成其他可識(shí)別的骨骼和組織。與此同時(shí)，舌骨分別由第二和第三咽弓發(fā)育。微小柱齒獸有一個(gè)原始的中耳，仍然像其他早期哺乳動(dòng)物一樣附著在下頜上，比如犬齒龍類動(dòng)物。

“下頜式中耳等特征也為原始哺乳動(dòng)物多樣性和中耳的演化研究提供了新的線索?！敝荛L(zhǎng)付說(shuō)。

耶魯大學(xué)博士后學(xué)者Bhart-Anjan Bhullar說(shuō)：“舌骨和耳骨都是原始脊椎動(dòng)物嘴和鰓骨骼的衍生物，最早的魚(yú)類祖先就是用它們進(jìn)食和呼吸的。微小柱齒獸的舌骨關(guān)節(jié)和活動(dòng)舌骨與古老的中耳共存。因此，現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的建立是對(duì)古老系統(tǒng)的再利用?！?/p>

而且，此次發(fā)現(xiàn)的微小柱齒獸是首次被發(fā)現(xiàn)并命名的新物種?！八哂械湫偷脑疾溉閯?dòng)物特征，骨骼輕盈，肢骨長(zhǎng)而纖細(xì)，尾巴超過(guò)體長(zhǎng)的一半，以樹(shù)棲生活為主。”周長(zhǎng)付說(shuō)。

據(jù)悉，燕遼生物群是世界知名的中生代生物化石寶庫(kù)，對(duì)研究恐龍、鳥(niǎo)類、被子植物起源具有極其寶貴的價(jià)值。微小柱齒獸的化石層可追溯到1.66億至1.64億年前，當(dāng)時(shí)微小柱齒獸與其他柱齒動(dòng)物共存，如半水棲的獺形貍尾獸等。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aau9345

來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào)