热河俊兽生态复原图|许勇供图
NEW RESEARCH
2019年11月27日英国《天然》（Nature）杂志在线宣布了中国科学院古脊椎动物与古人类研讨所王海冰、王元青，美国天然前史博物馆孟津有关前期哺乳动物中耳演化的研讨成果：通过报导发现于辽宁凌源的早白垩世多瘤齿兽类新属种——盖氏热河俊兽（Jeholbaatar Kielanae），提出一种新的哺乳动物中耳演化形式。
热河俊兽正型标本（右下角）与一件北票鲟标本保存于同一个岩板|王海冰供图
最新研讨宣布的哺乳动物化石发现于辽宁凌源敞子沟下白垩统九佛堂组，该化石与一件北票鲟化石保存在同一个岩板上。通过长期室内精心修补，数据处理和比照研讨，研讨团队确认该化石代表了多瘤齿兽类始俊兽科的新物种，将其命名为盖氏热河俊兽，属名取自热河生物群（Jehol Biota），这是初次报导产自九佛堂组的多瘤齿兽类化石，种本名献给波兰古生物学家索菲娅 盖兰－娅瓦洛夫斯卡Zofia Kielan-Jaworowska。
盖氏热河俊兽正型标本|王海冰供图
在脊椎动物演化前史中，哺乳动物中耳演化通常被以为是生物重演律的经典事例：哺乳动物中耳阅历了从下颌中耳（Mandibular Mammalian Middle Ear），过渡型中耳（Transitional Mammalian Middle Ear），到典型哺乳动物中耳（Definitive Mammalian Middle Ear）的三个演化阶段。这使得相关研讨成为前期哺乳动物演化研讨的热门之一，但不同中耳演化阶段在各哺乳动物支系中发作的时刻和机制一直是研讨的难点。
盖氏热河俊兽的正型标本中保存了完好的中耳结构，为研讨前期哺乳动物耳区演化供给了直接依据。这项研讨工作提醒了多瘤齿兽类中耳各个骨块的完好形状，以及相互间的触摸联系，对讨论哺乳动物的齿骨后骨从下颌中耳到典型哺乳动物中耳这一演化事情弥补了极具重量的拼图。
热河俊兽的左边中耳形状|王海冰供图
根据这项研讨，研讨人员关于上隅骨（Surangular）在哺乳动物中的演化有了更明晰的知道。此次研讨初次提醒了上隅骨在前期哺乳动物中，从一块独立的骨骼，变为逐步与锤骨体愈合的状况，成为锤骨的后外侧部分。
新标本中的锤骨、砧骨的形状完好，根本保留了原始关节状况，二者呈叠覆型（背-腹型）的触摸联系。研讨人员进一步提出，在哺乳动物中耳演化过程中，虽然中耳骨骼的形状改变很大，但锤骨-砧骨的关节方法出现两种形式：叠覆型关节和鞍型关节。
哺乳动物中耳演化中锤骨-砧骨的两种关节方法|王海冰供图
此项研讨另一个重要打破在于研讨人员根据形状学和系统发育剖析成果，提出了前期哺乳动物中耳演化的一个新形式。关于下颌中耳到典型哺乳动物中耳的演化机制，“脑颅胀大”和“负向异速成长”是两种很常见的假说。
“脑颅胀大”假说以为哺乳动物成长过程中脑颅的增大导致中耳方位后移，终究脱离下颌。
“负向异速成长”假说强调在胚胎发育前期中耳骨骼形状相关于下颌较大，中耳骨化的时刻更早；因而在胚胎发育后期，跟着头骨、下颌的增大，中耳骨骼终究脱离下颌。
跟着化石研讨（真三尖齿兽类）和现生动物胚胎发育学（单孔类和有袋类）的发展，这两种假说取得的支撑在不断削弱。另一种观念以为骨化的麦氏软骨的存在及齿骨后骨终究的脱离可能与下颌的功用相关。
前期哺乳动物的中耳演化前史|王海冰供图
在最新宣布的论文中，根据系统发育剖析成果，研讨人员对哺乳动物中耳演化在异兽类（多瘤齿兽+贼兽类）的演化机制提出新的假说。在中生代哺乳动物中，异兽类至少在中/晚侏罗世（大约1.6亿年前）就现已演化出典型哺乳动物中耳；而在同一时期，乃至更晚的早白垩世，其他已知的一切哺乳动物类群都还保留了过渡型中耳。一起，异兽类的齿骨-鳞骨颌关节方法共同，关节较为敞开，可以支撑下颌大幅度前后向的活动，与兽类中铰链式的齿骨-鳞骨颌关节在形状和功用上区别显着。
结合现在已知的异兽类中耳形状及齿骨-鳞骨颌关节的分解时刻，研讨人员提出，在哺乳动物中耳演化中，锤骨-砧骨的关节（原始颌关节）与齿骨-鳞骨颌关节（次生颌关节）是协同演化的，叠覆型的原始颌关节可以削减中耳骨骼在空间上的约束。
科研人员提出异兽类也存在一个过渡型中耳的演化阶段，但此阶段在异兽类中继续的时刻很可能比其他一切哺乳动物类群短，其演化机制很可能是因为异兽类共同的齿骨-鳞骨颌关节及其取食方法对中耳脱离下颌供给了比其他类群更为明显的挑选压力，因而加快了中耳的演化，致使异兽在至少1.6亿年前（早于其他一切哺乳动物类群）就演化出典型哺乳动物中耳。
本项研讨的化石三维扫描在中国科学院脊椎动物演化与人类来源要点实验室高精度CT扫描中心完结，选用 “板状化石CT”（160-Micro-Computed Laminography）对化石进行高精度扫描。
盖氏热河俊兽正型标本的CL扫描图画|王海冰供图
该研讨得到了中科院战略性先导科技专项（B类），国家天然科学基金委员会基础科学中心项目（克拉通损坏与陆地生物演化），国家天然科学青年基金，及现代古生物学与地层学国家要点实验室敞开基金的支撑。
作者：王海冰
修改：王倩
