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1.6億年前會飛的鼴鼠?科學家發現最原始滑翔哺乳動物

提到會飛的哺乳動物,你第一時間想到的是什麼?是真正會飛的蝙蝠,還是只會滑翔的飛鼯?

最近,中美科學家可能發現了他們的「老前輩」——生活在1.6億年前的兩種滑翔哺乳動物。

8月9日,國際知名科學期刊《自然》刊登《侏羅紀新的滑翔哺乳動物》和《侏羅紀生態系統中哺乳動物中耳和捕食適應進化的新證據》兩篇連載文章,介紹了兩種世界最原始的、具有皮翼的滑翔哺乳型動物化石研究成果。這兩篇論文出自北京自然博物館、美國芝加哥大學和河北地質大學組成的國際合作團隊。

中方團隊負責人、北京自然博物館館長孟慶金研究員告訴知道君,這兩篇論文對侏羅紀哺乳動物演化具有重要科學意義。

這是兩種什麼樣的動物?

這兩種動物是在遼寧省建昌縣和河北省青龍縣距今約1.6億年的晚侏羅世地層中發現的,是現代哺乳動物的祖先類群,均為哺乳動物演化樹的早期分化絕滅支系——賊獸類的新屬種。

其中一種被命名為似叉骨祖翼獸(Maiopatagium furculiferum),體重大約120克-170克,在中生代哺乳動物中屬中等體型。拉丁語「Maio-」為「母親」之意;「-patagium」為「翼膜」之意,所以屬名為「祖翼獸」。因其鎖骨與間鎖骨已經癒合,形成「Y」的形狀,與飛行的鳥的叉骨的形狀相似趨同,因此種名被命名為似叉骨。

似叉骨祖翼獸還原圖。

另一種被命名為雙缽翔齒獸(Vilevolodon diplomylos),體重大約35克-55克,是典型的中生代小哺乳動物。拉丁語「Vilevol-」,意思是「飛翔」;「-odon」意思是「齒」,所以屬名為「翔齒獸」。拉丁語「Diplo-」意思是「雙」,「-mylos」的意思是「研磨、研缽」,所以種名為「雙缽」。

雙缽翔齒獸還原圖。

怎樣判斷他們是滑翔動物?

祖翼獸和翔齒獸化石標本都非常精美地保存了皮膜和毛髮的結構,這些皮翼連接在頸部、前後肢和尾椎之間,形成前皮翼(膜)、側皮翼(膜)和尾皮翼(膜),與如今還存活的哺乳動物滑翔皮翼(膜)相似。

似叉骨祖翼獸化石。

雙缽翔齒獸化石。

兩種化石的另一個顯著骨骼特徵是其鎖骨與間鎖骨已經癒合,形成「Y」的形狀,與飛行的鳥的叉骨形狀相似。

祖翼獸和翔齒獸的其它前肢骨關節顯現出靈活的運動特點,其四肢骨骼的比例具有許多與滑翔功能相關的形態特徵,充分表明這些新化石哺乳型動物是滑翔動物。

它們住在哪裡?吃什麼?

孟慶金告訴知道君,團隊研究推斷,這兩種動物都是樹棲屬種

研究人員近一步推斷,其他一些賊獸屬種也是適於樹棲生活的類群,但不太可能具有飛行能力

現代滑翔哺乳動物基本是植食性的,主要食用被子植物的嫩葉、種子、果實和其它像花一樣的軟組織等。新發現的滑翔哺乳型動物與多種現生的飛翔動物牙齒形態相似,表明其食性生態也很相似。

滑翔行動方式與植物食性相組合,是現代滑翔哺乳動物生活方式的重要特點。祖翼獸和翔齒獸的食性以植食性為主,兼有雜食性,且具有滑翔飛行能力,也與現代滑翔哺乳動物相似。

由於有花被子植物在侏羅紀時還未佔據植物群的主導地位,因此這些賊獸類應以晚侏羅世已知的蕨類植物,以及蘇鐵類、銀杏類、松柏類等裸子植物為主要食物,主要吃植物較軟的部分,如新鮮的嫩葉、嫩枝分生組織、球果以及可能的種子蕨類植物的生殖結構。

從樹上到天空的革命性一躍

哺乳動物在晚三疊紀開始出現,演化歷史中很大一部分都在恐龍稱霸的中生代(2.52億年前至6600萬年前)。但哺乳動物中生代的演化歷史,尤其是侏羅紀哺乳動物演化歷史,仍然有許多未解之謎。

祖翼獸和翔齒獸具有適合滑行的皮膚膜和骨骼特徵,這種具有滑翔能力的哺乳型動物是與樹棲動物不同的新物種。它們的發現證明,滑翔功能和運動行為,在遠古哺乳動物祖先類型就曾經演化出現,甚至比鳥類還要更早地適應空中生活。

這一類具有飛行能力的哺乳動物,起源於樹棲類的祖先,最終飛向天空。它們跨越了由地面棲息向空中運動的重要演化過渡,佔據了新的生態位。

中科院古脊椎動物與古人類研究所所長周忠和表示,這一發現對於我們更好的理解進化論,理解生命演化過程中自然選擇對生命的塑造具有重要作用。

對話

知道君獨家對話中方課題負責人孟慶金:

他們與鳥類幾乎同時出現

知道君:祖翼獸和翔齒獸對於哺乳動物研究有什麼意義?

孟慶金:意義是很大的。首先,豐富了我們對早期哺乳動物生態多樣性的理解。其次這兩種動物是哺乳動物演化的一個過渡,使得哺乳動物增加了一個新的生態空間。如果不演化出滑翔的運動方式,哺乳動物沒有辦法享受空中的食物。

知道君:它們為何比鳥類還要更早地適應空中生活?

孟慶金:這是一種可能。我們發現的這兩種動物是最原始的哺乳滑翔動物,它們與鳥類都出現在相似的時代。這兩種動物出現在1.6億年前,鳥的起源是1.5億年前,都是侏羅紀時代。那時還有帶原始羽毛的恐龍,所以說不同物種都有些飛翔、滑翔類的演化。

知道君:化石是2014年發現的,這3年做了哪些工作?

孟慶金:3年來做了很多基礎性的研究,包括化石修復,骨骼結構的描述、測量,對運動模式的分析,CT掃描,3D模型製作等等。更重要的是跟已有資料進行大量比對,尤其是與現代滑行哺乳動物的行為、結構進行比對,我們選了80多種物種進行對比分析,最終確定屬於滑翔哺乳動物。這些工作量非常大。

知道君:你能用一句話概括一下這次發現最重要的收穫?

孟慶金:我們的研究表明,在侏羅紀哺乳動物已經表現出了生態多樣性。

記者 倪偉

編輯 李困困

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