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"聽"和"嚼"曾經是一家人如何分手

"聽"和"嚼"曾經是一家人如何分手

李源動物顯微斷層掃描重建圖毛方圓 / 舉例說明

"聽"和"嚼"曾經是一家人如何分手

李源動物生态環境與陸家屯動物群重建圖 趙成 / 繪畫

這是1.24億年前的一次特殊"分手",其特點是"傾聽"和咀嚼的器官。

是的,很久以前,負責"聽覺"和"咀嚼"的器官是一體的。來自中國科學院古獸與古人類學研究所的美國自然博物館的毛方圓、王元慶和孟瑾等學者,基于1.24億年前李氏源獸化石的發現:曾經整合了聽覺器官和咀嚼器官,以适應自然選擇, 提高聽覺和咀嚼效率,兩個子產品逐漸分離。

不久前,國際學術期刊《科學》發表了一篇關于這一結果的論文。這塊擁有1.24億年曆史的化石完美地展示了聽覺器官和咀嚼器官兩個子產品,龍骨野獸分離節點的物候特征不斷演變,将聽覺器官和咀嚼器官分開,使哺乳動物對聽覺更敏感,咀嚼效率更高。

根據該論文的第一作者,中國科學院古脊椎動物與古人類學研究所的副研究員毛芳遠的說法,子產品進化是一個将進化生物學與發育生物學相結合的概念。生物體可以在不同的層次上分解成小的形态、發育或功能單元,它們在發育和基因調控上相對獨立,在進化中具有不同的突變率,并且可以獨立接受自然選擇的作用,而不影響其他子產品的形态功能。

脊椎動物的前肢是同源子產品進化的例子,可以進化成翅膀,鳍或人手,但不影響其他部分的形狀和功能,例如後肢。

縱觀這一科學發現的主角,基于在白垩紀早期河生物群系的陸家屯層中儲存在三維三維中的六個标本,研究人員利用微觀結構掃描和三維重建建立了一個新的齒獸屬:李源捕食者。"這個名字是為了紀念這篇文章的作者之一李傳玄,他是中國早期哺乳動物研究的創始人之一,于今年10月去世,"毛說。"

研究表明,在咬合和咀嚼過程中,李源捕食者的颚除了開口和閉合運動外,還具有沿長軸的橫向運動和旋轉。咀嚼下颌時的這種多向運動可能是導緻耳骨和牙骨以及猕猴軟骨脫離的選擇性壓力之一。

毛方圓說,近20年來,在中國遼西地區發現的中生哺乳動物、爬行動物的骨基軟骨、遼尖齒獸等,為典型哺乳動物從下颌中耳到中耳的過渡模式的進化提供了證據。然而,在過渡性中耳中,聽覺骨雖然與牙骨分離,但仍然與骨基梅西軟骨緊密纏繞,該軟骨與牙骨相連;

現在,幾種來自李的來源的捕食者的化石标本的出現首次揭示了一個關鍵特征,即聽覺骨和macaquah之間的無骨聯系,代表了哺乳動物進化中的一個關鍵節點,其中聽力與咀嚼子產品分離。

毛芳遠告訴記者,一系列完整、連續的化石證據也表明,聽力和咀嚼子產品的分離,增強了它們的"各種功能"進化,聽覺器官有潛力發展到高靈敏度的高頻聽覺,咀嚼器官也獲得了牙齒和咬合模式的多樣性,進化成攝取不同的食物, 導緻活體動物哺乳動物的生長。

得益于高精度的顯微斷層掃描,李化石研究還顯示,在早期-至少1.2億年前-基根哺乳動物有五個小的中耳骨,長度僅為5毫米,并首次獲得了五個聽覺骨的特定三維形狀。今天,哺乳動物的中耳隻有三塊小骨頭,另外兩塊聽覺骨,一塊進化成附着在聽覺膜上的外隆起的骨骼,另一塊在進化過程中已經丢失或融合到聽覺骨鍊關節中。

值得一提的是,作為聽覺器官的重要組成部分,中耳接收信号,内耳将信号傳遞到大腦,現在這項李源動物化石研究還發現,與中耳聽覺骨密切相關的内耳已經直線延伸到顱底, 但已經達到了它的極限,代表了哺乳動物耳蝸以不同的方式生長,以改善聽力的進化"試驗實驗"。

"李氏源動物化石的研究結果多為發育生物學研究提供了更多參考證據。毛方圓說,動物在今天地球生态系統中的成功,離不開祖先各種成功和失敗的進化實驗。聽力和咀嚼子產品的分離是這種進化成功的一個例子。

邱晨輝,中國青年報、中國青年網 記者 來源:中國青年報