作者 崔雪琴
湘牙獸的頭骨和中耳
湘齒獸恢複地圖
1月28日，《自然》雜志刊登了内蒙古自然博物館與雲南大學合作成果。基于哺乳動物中耳與小骨連接配接的新發現，該研究表明，重疊的骨錘骨關節是中耳聽覺骨與下颌分離的關鍵步驟，并解決了哺乳動物中耳和聽力進化研究中長期存在的問題。
"這項研究花了三年時間将個體發育的化石和活體證據結合起來，有助于更好地了解哺乳動物獨特聽覺器官的進化。哺乳動物中耳的進化包含複雜的詳細過程，是現有結構（骨骼，錘骨）膨脹适應和再作用的最好例子。雲南大學教授、該論文通訊的作者之一畢順東告訴《中國科學日報》。
研究發現了骨錘骨覆寫關系的理論，解決了下颌運動機制的問題。研究标本來自河北省青龍縣侏羅紀中後期（約1.6億年前）的燕寮生物群，屬于雙象齒獸，翅膜滑翔，是一種盜賊獸。
"标本的兩面是原位的，包含完整的聽骨和關節結構，其中顴骨隻有1毫米左右長，這是非常罕見的。該論文的第一作者，内蒙古自然博物館王軍曾表示。
中耳包含三個小的聽覺骨 - 胫骨，胫骨和錘骨 - 它們是包括人類在内的現存哺乳動物骨骼系統中最小的骨骼，形成一個聽覺鍊，傳輸聲波并增強從鼓膜到内耳的聲波頻率。相比之下，爬行動物的中耳隻有一個胫骨，而下颌和頭骨中的尖牙形成連接配接下颌和頭骨的下颌關節，具有咀嚼和聽覺功能。
随着爬行動物進化成哺乳動物，方骨和關節骨進化成桦木和錘骨，形成了哺乳動物現在"三骨強壯"的敏銳聽覺結構。但是，爬行動物的方骨和關節骨如何從下颌分離出來并進化成精緻而複雜的哺乳動物聽覺骨，在過去兩百年中一直被認為是生物進化研究的核心問題。
傳統的中耳進化模型表明，哺乳動物祖先的下颚通過猕猴軟骨和關節骨連接配接到頭骨，哺乳動物進化過程中大腦的擴大導緻中耳位置的向後移動，最終脫離下颌。最近的研究提出了"運動功能驅動理論"，認為咀嚼時下颌向後移動的行為是導緻中耳逐漸脫離下颌并最終進入顱骨的主要原因。然而，通過猕猴和關節骨連接配接到頭骨的下颚不會向後移動，而鴨嘴獸等基礎哺乳動物在咀嚼時不會向後移動，這與理論相沖突是由運動功能驅動的。
通過對聽覺骨的精細形态和關節結構的研究，發現獸的聽骨明顯與下颌分離，沒有連接配接猕猴軟骨，屬于典型哺乳動物的中耳。兩個聽骨，顴骨，錘骨和活的鴨嘴獸，相同，為上下重疊關系。正是這種重疊的連接配接允許顴骨和錘骨之間的小運動，進而為下颌相對于顱骨的運動提供空間，最終導緻聽覺骨與下颌完全分離。
這種連接配接聽覺小骨的方式上下，最早出現在早期成員的中觀世代哺乳動物的各個分支中，在發育初期的活鴨嘴獸（單孔）、胎盤和袋型個體，是中耳聽覺小骨骼從咀嚼和聽覺的雙重功能到單一聽覺功能的關鍵環節。
這種重疊類型的連接配接，在白垩紀真正的三尖齒獸中，多牙獸和齒獸在一組内進一步，骨骼相對于錘骨的位置形成部分重疊。在随後的漫長歲月裡，兩塊小骨頭與下颚完全分離，它們繼續縮進中耳和全日制聽覺，成為真正的哺乳動物，聽着小骨頭聽。是以，決定中耳進化的是自然選擇，而不是咀嚼下颌。