1.24亿年前的一次“分手”,让哺乳动物吃得更香

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  这是好几个 多多 哺乳动物进化出灵敏听觉和高效咀嚼的故事。

  近日,《科学》杂志在线发表了一项关于1.24亿年前基干兽类李氏源掠兽的听觉和咀嚼器官演化的研究成果。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等单位的研究人员发现,原先一体化的听觉和咀嚼器官,为了适应自然挑选,提高听觉和咀嚼的速率,好几个 多多 模块逐渐分离。新发现的李氏源掠兽化石完好地展现了好几个 多多 模块在基干兽类中演化分离节点的表型行态;分离的听觉和咀嚼器官,使得哺乳动物的听觉更加灵敏、咀嚼更加高效。

  多量研究表明听骨和齿后骨具有同源关系

  模块演化是演化生物学和发育生物学相结合的好几个 多多 概念。生物体可在不同层次上分解为小的行态、发育或功能单元;它们在发育和基因调控上相对独立,在演化中可具不同变异速率,怎么让不不可以在不影响你这名模块行态功能的情况报告下,独立地接受自然挑选的作用。比如,脊椎动物的前肢可是好几个 多多 同源模块演化的例子,时需进化成翅膀、鳍或人类的手,但不要影响你这名偏离 ,如后肢的行态及功能。

  哺乳动物下颌和听骨是好几个 多多 有点的模块演化例子。它的独行态在于,该演化兼具同源模块的繁杂和功能特异化等行态,且从好几个 多多 复合行态功能一体化的繁杂行态,逐步演化成好几个 多多 行态和功能详细独立的器官模块。

  事实上,行态解剖学、发育生物学、遗传学的多量研究不可能 表明,哺乳动物的听骨和爬行动物的齿骨后骨具有同源关系。近年来的研究,更进一步表明,那此骨骼在各个类群的早期发育过程中,受到相同基因机制的调控;那此机制,甚至时需追溯到鱼类下颌的发育。

  为中耳演化过渡模式提供证据

  研究人员基于早白垩热河生物群(陆家屯层)中三维立体保存的六件标本,利用显微断层扫描(CT)和三维立体重建等法律措施,建立了好几个 多多 对齿兽的新属种:李氏源掠兽。“取你这名名字,是为了纪念文章的作者之一,于今年10月逝世的中国早期哺乳动物研究奠基人之一李传夔研究员。”论文第一作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士毛方园说道。

  研究表明,李氏源掠兽在咬合咀嚼过程中,下颌除了开合运动,也具有横向移动和沿长轴方向的转动。你这名下颌咀嚼时的多向运动过程,很不可能 是因为兽类中耳听骨与齿骨、麦氏软骨脱离的挑选压力之一。

  近20年中国辽西地区发现的中生代哺乳动物中,爬兽等的骨化麦氏软骨、辽尖齿兽等的听骨,提供了从下颌中耳到典型哺乳动物中耳之间演化过渡模式的证据。

  然而,在过渡型中耳中,听骨并非 脱离了齿骨,但仍与骨化的麦氏软骨紧密绞合,后者与齿骨相连;怎么让,听觉和咀嚼的功能尚未详细分开,相互还有影响。

  首次展示听觉与咀嚼模块分离的关键节点

  “怎么让,李氏源掠兽的多件标本首次展示好几个 多多 关键行态,即听骨与麦氏软骨之间无骨质连接,这因为听觉与咀嚼器官详细分离,代表了哺乳动物演化中听觉与咀嚼模块分离的关键节点。”毛方园说,你这名发现弥合了过渡型中耳和典型哺乳动物中耳在演化过程中表型行态的空缺,在系统发育和行态演化上,代表了基干兽类中更为进步的好几个 多多 演化阶段。

  从行态功能上看,分离的听觉和咀嚼模块,消除了两者之间互相干扰的物理制约因素,增加了好几个 多多 模块演化和多向适应的不可能 性;听觉器官具备了向高灵敏度高频听力发展的潜力,咀嚼器官也获得了牙齿和咬合法律措施多样性演化以摄取不同食物的不可能 性。

  毛方园表示,现生哺乳动物为宜有6100种,其中仅有5种是产卵的单孔类,比如鸭嘴兽,分布于澳洲;其它哺乳动物属于兽类,包括有袋类379种,比如澳洲袋鼠,以及6111种有胎盘类哺乳动物,包括他们都 人类。怎么让,哺乳动物的多样性,基本上可是在说兽类。兽类今天在地球生态系统中的成功,和它们祖先的各种演化实验分不开。而听觉和咀嚼模块的分离,应该是基干兽类演化成功偏离 的好几个 多多 例子。