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国际团队新发现的化石显示:远古哺乳动物会滑翔

 
 
国际团队新发现的化石显示:远古哺乳动物会滑翔  
 

国际团队新发现的化石显示:远古哺乳动物会滑翔

似叉骨祖翼兽复原图  赵闯绘

■本报记者 胡珉琦

在现代哺乳动物中有一种比较特别的类型,它们能在空中滑翔,比如中国的特有物种复齿鼯鼠、东南亚的鼯猴、澳洲的有袋飞鼠,这在哺乳动物演化历史上是最为特异的演化适应特征之一,那么,这种特征最早又是出现在什么时候?

由北京自然博物馆、美国芝加哥大学和河北地质大学组成的国际合作团队,在距今约1.6亿年的晚侏罗世地层中,发现了两种最原始的滑翔哺乳型动物化石,它们和现代滑翔哺乳动物的演化如出一辙。

这个发现对演化生物学来说意义重大。现代滑翔哺乳动物一般性的演化模式实际上在远古哺乳动物的远亲中就已经存在,所谓的“特异”其实一点也不稀奇。

最原始的滑翔动物

三年前,北京自然博物馆、美国芝加哥大学和河北地质大学组成的国际合作团队到化石产地辽宁省建昌县和河北省青龙县调研时,发现了几块还处于原始埋藏状态的化石,因为尚未经过修复,无法看到骨骼细节,科研人员只能判断是兽类。

当这些化石经过了精心修复,他们才找到了一个重大发现,这些化石保存了非常清晰的皮翼,这些皮翼连接在颈部、前后肢和尾椎之间,形成前皮翼、侧皮翼和尾皮翼。这可是现代滑翔型动物最显著的特点,四肢肢骨与躯干之间的皮肤衍生物会连接成一张翼膜,当四肢打开时就像一个降落伞。

然而,这些新发现的化石可比现代滑翔型动物古老了许多,它们出现在距今约1.6亿年的晚侏罗世。经过鉴定,它们属于哺乳型动物的基干支系,也是现代哺乳动物的祖先类群——贼兽类的新属种,分别被命名为似叉骨祖翼兽和双钵翔齿兽。贼兽类是哺乳动物演化树的早期分化绝灭支系,最早出现在2.1亿年前。

在此之前,中国的古生物学家在内蒙古宁城发现的最早带翼膜的哺乳动物化石是距今约1.25亿年前的远古翔兽,不同于贼兽类。北京自然博物馆研究员孟庆金告诉《中国科学报》记者,祖翼兽和翔齿兽的系统演化位置比远古翔兽更古老,因此,它们成为了所有哺乳动物漫长演化历程中最为原始的滑翔动物。

由于化石保存非常完好,要确认化石类型并不十分困难,但是古生物学家却偏偏给自己出了个难题。“假如这些化石没有保存皮膜,我们还能不能有别的办法证实它们是滑翔动物?”芝加哥大学教授罗哲西说。

于是,他们想到从四肢骨骼的比例入手。罗哲西介绍,团队建立了一个大数据库,把80多个属种的动物,进行肢骨数据的统计与形态学的多变量分析,从而把能滑翔的、树栖不能滑翔的、陆栖的动物区分开,然后对化石哺乳动物的运动模式进行推断。

孟庆金表示,他们发现,现生有胎盘和有袋类动物中的滑翔运动模式与肢体元素与身体长度的比例有很好的相关性。通过化石数据的对比,认为新发现的祖翼兽和翔齿兽与现生的滑翔动物更相似,证明它们的确是具有滑翔能力的。

有所不同的是,祖翼兽和翔齿兽的前肢活动主要发生在肩锁关节和肱骨关节处,它们具有非常坚固的间锁骨—锁骨,可以实现肩部和前肢之间的机动性,所以才获得滑翔能力,而现生的有袋类和有胎盘类动物在滑翔时的肩部活动主要发生在锁骨与胸骨转动关节处。

趋同演化的新证据

通过对现代哺乳动物运动模式和形态学的多变量分析,古生物学家还有一个重要发现,并不是所有的贼兽类都是可以滑翔的,其他的一些贼兽属种是适于树栖生活的类群,而祖翼兽和翔齿兽是树栖贼兽类群中的一部分,也就是说,它们是从树栖生活的贼兽祖先类群演变而来的。

罗哲西认为,这对哺乳动物演化的理解有非常重要的意义。这是因为现代滑翔动物滑翔运动方式的演化模式同样是从陆地来到树上,然后换上了皮翼。

最简单的例子就是松鼠,他解释,松鼠整个大支系都是适应陆地生活的。它们中的几支来到了树上,成为了完全树栖的松鼠,比如分布在亚洲东南部的巨松鼠,它们几乎从不下地,除非被击伤跌落。这些支系最终又演变出了飞鼠这一支,比如中国特有的复齿鼯鼠。

再比如人见人爱的澳洲蜜袋鼠、甜袋鼠,它们是体型很小的有袋动物,身体两侧拥有滑行膜,从手关节延伸到脚踝,能在树林间滑行。罗哲西说,从系统分类上,它们属于树栖负鼠的亚支,而负鼠又是与袋鼠的支系相联系的。

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