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恐龍陰影下耳聰眼明的「小飛俠」

提到中生代,大家的第一反應,應該就像下圖一樣,水裡游的、地上走的、樹上爬的全是恐龍,甚至天上都飛滿了翼龍。生活在恐龍時代的哺乳動物祖先,則一直被想像成活在黑暗裡的小老鼠,可憐地躲避著各式恐龍霸主的襲擊和捕殺。然而中國北方一系列的化石發現顯示,中生代早期哺乳動物中不僅有體型似狗,能捕食鸚鵡嘴龍幼體的巨爬獸,也有適應陸地爬跑、掘地打洞、游泳划水、攀爬跳躍等各種生態和運動類型的種類,而且有些還能展翼滑翔!

中生代生態復原圖(來源見水印)

這個能展翼滑翔的「小飛俠」,名字叫做阿霍氏樹賊獸。它的化石發現於晚侏羅紀早期燕遼生物群玲瓏塔段地層中,年代大約是一億六千萬年前。新發現的標本,保存了清楚的滑翔翼膜形態和毛髮細節。這種能夠滑翔的哺乳動物,全身骨骼纖細,前後肢各段骨骼伸長,手掌、腳掌都有伸長的指(趾)骨,體現了具抓握、攀緣的特徵。它們前後肢之間連接有主側翼,頸部和前肢間具前翼,尾部和後肢間具尾翼。皮翼上有規律排列的毛髮,近體長的尾巴也覆蓋有濃密的毛髮。

阿霍氏樹賊獸副型標本

這些特徵,和現生有袋類中的蜜袋鼯,嚙齒動物中的鼯鼠等滑翔物種非常相似。可以抓握攀爬的手腳,能讓這些這些「小飛俠」攀爬到高枝上,這樣才能夠進行滑翔運動。它們從樹上躍下時,伸長的肢骨可以撐開體表的皮翼,似風箏或者滑翔傘一樣,在空中進行較長距離的滑翔。而這些覆蓋有粗長毛髮的皮翼受到複雜肌肉控制,可調整它們的飛行方向。尾部在運動時也可以像舵一樣,控制身體平衡,調整滑翔姿態和方向。

現生鼯鼠滑翔圖(來源見水印)

阿霍氏樹賊獸復原圖(史愛娟繪製)

和爬行動物相比,阿霍氏樹賊獸還有一個很厲害的地方:它們具有更敏銳的聽覺能力。爬行動物的中耳只有一塊鐙骨(stapes, 下圖左)。在似哺乳爬行動物的下頜中,除了牙齒依附的齒骨,還有幾塊骨頭統稱為齒骨後骨,它們一方面和頭骨中的方骨(quadrate)鏈接,起到關節上下頜的作用,和咀嚼功能有關,另一方面又和鐙骨相關聯,起到傳遞聲音至內耳的作用。在向哺乳動物演化的過程中,這些齒骨後骨和頭骨中的方骨,逐漸變小或癒合,脫離下頜齒骨進入顱基部,和鐙骨一起形成哺乳動物中耳的三塊聽小骨。此外,齒骨後骨中的隅骨,形成馬蹄型,叫做外鼓骨,用來支撐鼓膜。三塊聽小骨形成的聽骨鏈,類似一個槓桿系統,將鼓膜收集到的聲波,放大後傳遞到內耳,刺激內耳聽覺細胞,再由大腦解讀為特定的聲音。因此哺乳動物的聽力頻率範圍,尤其是高頻段,要比爬行動物寬廣得多,和這種有三塊聽骨鏈的中耳有很大的關係。

中耳從爬行類至哺乳動物的演化(Luo et al., 2007)

阿霍氏樹賊獸的耳區中,已經具備了典型哺乳動物中耳的特徵,聽小骨已經和齒骨完全脫離,只起聽聲音的功能。除此之外,阿霍氏樹賊獸的耳區中還保留了爬行動物下頜齒骨後骨中的一塊骨頭,上隅骨。在所有已知哺乳動物中耳中,這塊骨頭都不存在。這個發現,將會促使古生物學家、發育生物學家們更加重視探索哺乳動物中耳演化和發育的過程,尤其是上隅骨的變化歸宿問題。

阿霍氏樹賊獸復原圖(Nicole Wong繪製)

當然,這個絕滅的類群被叫做賊獸,並不是因為它們能聽到微小的聲音,在天敵來之前「賊快地」、「偷偷地」逃走,或因為食性很雜,夜行性,會偷吃別的動物的東西,而是因為賊獸的祖先類型,發現很早,但所有的化石標本都零散破碎,相對其它哺乳動物非常神秘,名中才帶有「Haramiya-」,意為魔術師或者小賊,顯示「其神秘、未知的」意思。這類哺乳動物化石之所以難以保存,很可能是它們的骨骼纖細,生活在樹林中,從身體結構到埋藏環境,都不利於化石的保存。但賊獸的化石,給我們提供了實在的證據,一支古老的哺乳動物曾經在侏羅紀森林環境中繁盛過,演化出了滑翔的結構和能力,以及典型的哺乳動物中耳。

來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所


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