
西水半塞蒙的化石遺址。地圖由中國科學院古脊研究所提供
北京9月18日電(記者孫子發)喇叭是反刍動物最具标志性的結構之一,也是其識别分類中最重要的特征之一。角是如何起源和進化的?你是做什麼工作的?相關研究早已引起學術界的重視。
由中國科學家上司的一個中外研究小組在大約2000萬年前,在甘肅省塔彭布魯克盆地的西海溝遺址發現了一種更神秘的反刍動物,一種半蛞蝓的新化石,大約2000萬年前。這是中國首次對半化石進行詳細研究,推斷早期反刍動物具有領地行為,有望解開反刍動物角起源和進化的謎團。
這篇由中國科學院古動物與古人類學研究所的鄧濤、李強、南京大學李偉坤博士撰寫的關于古代動物化石的重要研究論文,最近線上發表在國際專業學術期刊《林奈動物學雜志》上。
早期牛和牛總科成員的領土性行為和體重估計。地圖由中國科學院古脊研究所提供
角狀顱骨附屬物首次出現
早期的反刍動物通常是無角的,然後角逐漸出現在牛,長頸鹿,鹿和叉羚羊中。最近的基因組研究表明,這些反刍動物頭部的角可能起源于同一個細胞基底,但不同學科之間在組織學和生理學上的差異很大,化石類型很多,是以角是起源一次還是多次仍然是一個懸而未決的問題。
該論文的合著者鄧濤研究員指出,新發現的西方水半尺寸化石物質并梳理不同角反刍動物群體之間的系統關系無疑是解決角起源問題的關鍵。
作為一種更神秘的反刍動物,之前半蛞蝓的化石記錄隻能追溯到散落的牙齒或留在動物名單上,該論文的第一作者李偉坤說。2021年1月,一項關于歐洲半化石的系統研究發表,證明半化石廣泛分布在西歐和中歐,從晚期的美蘇奇到美蘇奇(約2000-1200萬年前)。
中國的半尺寸化石目前僅在甘肅省的塔本布魯克盆地和江蘇省邵洪市的草灣發現。研究中的半化石材料包括一個部分儲存的頭骨,一個更完整的下颚和兩個部分儲存的上颚,分别于1999年,2014年和2015年在Tapenbrook盆地收集。作為中國首次對半化石進行詳細研究,中外合作團隊根據其形态特征将該化石頰齒歸類為半蛞蝓屬,并進一步将其确定為基于該屬第一個有棱角的頭骨附屬物的西方水半荔枝的新物種,包括凸起、前凸和增厚的前額骨。
西水半頰牙的化石。地圖由中國科學院古脊研究所提供
效果類似于角領地性愛
由于缺乏完整的化石材料和長期系統的研究,關于半蛞蝓的系統位置存在許多争議,包括那些被認為或歸因于鹿總局,靠近叉羚羊部門,靠近養牛部門,位于部門内等。
鄧濤表示,該研究中,中外合作團隊通過整合目前發表的涉及早期反刍動物的形态學特征矩陣,利用反刍動物最新的基因組學拓撲學限制,采用最大限度的簡化方法進行系統發育分析,鑒定半蛞蝓在牛一般科(牛和支部的組成)的基部幹位。
針對西水半水角顱骨附屬物的作用問題,研究小組首次展示了半水頭骨上輔助結構的發展,表明西水半躺着保留了凸起、前凸起和增厚的前額骨。其中,凸起位于眼眶正上方,可能與反刍動物的角密切相關,前凸起出現在頭骨的左側和右側,這樣的結構在早期的野獸和原始角獸中也可見,被認為是對頭部進行橫向攻擊的證據, 前額骨增厚很可能是由于前額骨适應支援的頭部撞擊過程。
研究小組推測,西水半骷髅附屬物的功能很可能與角在領土性别中的功能相似。
為了推斷早期反刍動物的領地行為,研究小組還收集了活牛和雪貂的行為特征,包括一直生活在領地裡,在愛情時期或特殊情況下表現出暫時的領地性和非領地性。基于祖先性狀重建的系統發育關系,研究小組得出結論,最新幹牛群的牛和牛一般部分的成員在統計學上顯示出統計學上顯着的領土特征,并且一直生活在該領土上。
西水半塞蒙的頭骨化石。地圖由中國科學院古脊研究所提供
牛角出現或增加牛總科的多樣性
關于反刍動物角的起源,目前有兩種假說是關于配偶武器和腸道前發酵動物的代謝回報,競争配偶武器假說是指較大的反刍動物适應開放環境,進化角作為競争配偶的武器;
鄧說,鑒于反刍動物的角被限制在前額的頂部區域,并且公牛和牛部門的早期成員表現出地域性,研究小組認為,對配偶武器的競争可能更适合解釋牛頭角的起源和進化。
然而,研究小組還指出,武器假說可能存在"體重超過18公斤對于反刍動物來說沒有必要有角","除了争奪配偶之外,角的早期進化可能與食物資源的競争密切相關,等等。
西水半水的系統位置。地圖由中國科學院古脊研究所提供
首先,鹿角和叉羚羊的角比牛、長頸鹿和古鹿的角晚,正好在中新石器時代氣候适宜時期之前和之後,如果氣候變化延緩了鹿角和叉羚羊角的出現,那麼最可能的辦法就是通過豐富植物資源來間接降低角的作用。
其次,早期的牛和鹿都是兼職播種者,也就是說,什麼植物可以接觸到什麼食物會吃,如果遷徙和擴散,必然導緻該地區植物資源分布不均,與領地反刍動物會與外界競争和沖突。
是以,在角出現之前,反刍動物很可能依靠體重優勢,而角的出現、骨頭、堅硬,即使斷裂也不會緻命,這樣牛群一般隊員的大小就有了相對更靈活、成本更低的戰鬥方式。"也就是說,角的出現可能為近大小公牛分支成員的多樣性提供機會和可能性。"鄧濤說。(完整)
來源:中國新聞網