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5200 万年前的蝙蝠骨骼

作者:紧握我们的小红花

一种新的史前蝙蝠物种的发现揭示了这些飞行哺乳动物的起源,并引发了关于它们如何发展出回声定位能力的问题。

世界上最古老的蝙蝠骨骼已被确定为一个新物种,这有助于科学家填补这些飞行哺乳动物的斑点化石记录,并提供有关它们如何进化的新线索。这两具骨骼都是从怀俄明州西南部的一个古老湖床中发现的,该地点保存了大约 5200 万年前的整个亚热带湖泊生态系统和周围的森林。

新发现的蝙蝠Icaronycteris gunnelli仅重约 25 克,大约相当于五颗弹珠。它已经进化出飞行的能力,并且很可能已经发展出回声定位的能力。荷兰 Naturalis 生物多样性中心的进化生物学家Tim Rietbergen说,这种小蝙蝠可能生活在湖周围的树上,飞过水面捕食昆虫,他是PLOS ONE期刊上描述该物种的研究的主要作者。

今天,蝙蝠是地球上最成功的动物之一,有 1,400 多种,占所有哺乳动物物种的五分之一。它们生活在除南极洲以外的每个大陆上,它们通常对生态稳定至关重要,提供授粉、种子传播和昆虫种群管理等关键功能。

5200 万年前的蝙蝠骨骼

楼梯通向怀俄明州化石山国家纪念碑中一处古老湖床的保存完好的岩石。蝙蝠化石是在公园外的私人土地上发现的

尽管蝙蝠无处不在,但科学家们对其起源知之甚少。来自怀俄明州保存完好的湖床名称化石湖的骨骼可以追溯到始新世早期。当时,全球气温正在上升,哺乳动物、昆虫和开花植物正在迅速扩散和多样化。这些蝙蝠看起来与现代蝙蝠非常相似,用细长的手指固定翼膜。

“我们的想法是……蝙蝠起源于某种可能是树栖的小型食虫哺乳动物,”亚利桑那州立大学的古生物学家、该研究的作者之一马修琼斯说。“但其中有很多,”他补充道,并指出我们不知道哪些可能与蝙蝠有关。“他们中的大多数只从孤立的牙齿和颌骨碎片中得知。”

蝙蝠出现在化石记录中后,便迅速传播到世界各地。迄今为止发现的最古老的蝙蝠牙齿和颚骨大约有 5500 万年的历史。来自葡萄牙和中国的不完整标本比新描述的骨骼早了几百万年。科学家们不知道蝙蝠最早出现在哪里,但在这些动物传播到南半球之前很可能出现在欧洲、亚洲或北美。

“这有点神秘,”加州大学洛杉矶分校的进化生物学家Alexa Sadier说,她没有参与这项新研究。“我们没有任何过渡形式。”

小线索

2017 年,Rietbergen 在浏览 Facebook 时第一次看到了Icaronycteris gunnelli 的一具骨骼。“我当时想,嗯,这看起来有点不同,”他说。

在询问了这块在私人采石场发现并挂牌出售的化石的一些尺寸后,他联系了美国自然历史博物馆的蝙蝠专家南希·西蒙斯 (Nancy Simmons)。她同意他的看法,认为它看起来像一个新物种,AMNH 购买了这块化石作为收藏品。

除了分析新化石外,研究小组还重新检查了博物馆收藏的蝙蝠骨骼。他们发现了另一块I. gunnelli的化石,该化石已于 2002 年被皇家安大略博物馆收购,最初被归类为相关物种I. index。

5200 万年前的蝙蝠骨骼

来自怀俄明州化石湖的雄性黄貂鱼,名为Asterotrygon maloneyi 。

5200 万年前的蝙蝠骨骼

来自化石湖的古老棕榈叶。

这两具骨架看起来很像现代蝙蝠,但也有细微的差别。“首先让我印象深刻的是骨骼的坚固性,尤其是后肢,”Rietbergen 说。

今天大多数蝙蝠的骨头又细又轻,这使它们更适合飞行。I. gunnelli 较粗的四肢可能表明该物种保留了其进化前辈的一些特征,例如爬树的强壮腿部。

蝙蝠的食指和拇指上也有一个爪子,而大多数现代蝙蝠在睡觉时只有拇指爪可以悬垂——这再次暗示这一时期的蝙蝠可能代表了从攀爬者到专业人士过渡的最后阶段传单。

当考虑大约同时生活在化石湖的不同属的更大的蝙蝠物种Onychonycteris finneyi时,情况会变得更加复杂。 这只蝙蝠的每个手指上都有一个爪子和相对较短的翅膀,表明它是通过攀爬和扑翼飞行的方式四处走动的。根据其内耳的大小和形状,O. finneyi可能无法进行回声定位,这与I. gunnelli 和I. index不同。科学家们最初认为O. finneyi是蝙蝠在回声定位之前进化出飞行能力的证据。

但是,对来自化石湖的这三种蝙蝠以及其他化石和现存蝙蝠之间的进化关系的分析发现,I. gunnelli 和I. index 与O. finneyi的关系最密切,而不是与其他回声定位蝙蝠的关系最密切。琼斯说,这“真的出乎意料,也很奇怪”。

“我们在化石记录中发现了一种非回声定位蝙蝠,它与一组回声定位蝙蝠关系最密切,”他说。但他指出,现代狐狸也是如此,狐蝠是一群大型的食果蝙蝠,它们不能回声定位,但与一群可以回声定位的蝙蝠关系最密切。“回声定位可能有多个起源,或者甚至在这些最早的蝙蝠中也有多个回声定位丢失,”琼斯说,“这真的非常奇怪。”

理清过去

完整的始新世蝙蝠骨骼非常罕见,怀俄明州的化石湖是为数不多的发现它们的地方之一。蝙蝠居住的温暖潮湿的森林是保存它们的小骨头的恶劣环境。只有当蝙蝠被迅速掩埋,比如沉入深湖底部后,它们的整个骨骼才会被保存下来。

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