1.6億年前侏羅紀「小老鼠」化石，揭示哺乳動物舌骨的早期演化

最近，瀋陽師範大學領導的國際合作小組報道了一項新研究：在我國內蒙古地區距今約1.64億年的侏羅紀地層中，發現一種新的哺乳型動物化石--「微小柱齒獸」 (Microdocodon) 。該化石的獨特之處在於，其舌骨保存非常完好，且比之前發現的「周氏混元獸」舌骨化石還要早將近4000萬年。（註：哺乳型動物，是指現生哺乳動物的非直系祖先，和現生哺乳動物的直系祖先生活在一個時代，後來滅絕）

該化石的發現，揭示了現生哺乳動物的「馬鞍狀」舌骨構造（不利於吞咽）傳承於更為原始的哺乳型動物，可能在整個哺乳動物家族祖先獲得咀嚼能力的最早期階段就已成型。該成果於7月 19日發表在國際頂級期刊《科學》雜誌上。

罕見的舌骨化石

2013年，古生物學家在內蒙古寧城縣五化地區發現了一具古哺乳動物的化石，這具化石非常完整，分為正副模保存在對開的石頭上。化石後來被瀋陽師範大學古生物學院徵集，並由該學院的周長付教授主導研究，參與者包括來自美國芝加哥大學的羅哲西教授、來自德國波恩大學的T.馬丁教授，以及美國耶魯大學的A.布拉爾博士等。

研究人員使用高精度的CT掃描技術對化石進行的掃描和三維重建。經過6年的努力，最終證實，微小柱齒獸具有與現生哺乳動物同樣的舌骨構造。

舌骨是懸掛在哺乳動物頭骨和喉結之間的纖細骨頭，能夠為舌頭和頸部肌肉提供附著。舌骨是非常重要的結構，影響著動物的進食、咀嚼和發聲。爬行動物和原始的似哺乳類爬行動物（爬行動物的一支，其後代進化為哺乳動物的祖先）的舌骨都是簡單棒狀結構。所以他們可以吞進去比自己頭部大很多的食物，比如蛇類可以吞食巨大的鳥蛋，鳥類可以吞進大魚等等。

現生哺乳動物的舌骨呈馬鞍狀，這樣的構造無法使大塊食物通過。這種變化的原因是哺乳動物進化出了多功能的牙齒和咀嚼功能，可以將口中的食物更好地分解，便於消化。而這一舌骨構造是何時產生的，一直是古生物學家感興趣的問題之一。然而，由於舌骨較為細弱，且不與其他骨頭相連接，所以很難被保存下來形成化石。

2018年，在距今1.26億年前的熱河生物群中發現的真獸類哺乳動物——周氏混元獸的化石上，古生物學家發現了首個精美保存的類似於現生哺乳動物的舌骨構造，震驚了整個古生物學界，被評為當年古生物學十大進展。然而，現生的哺乳動物包括單孔類、真獸類（有胎盤類）和後獸類（有袋類）三大類群，混元獸只是現生真獸類（有胎盤類）哺乳動物的祖先類群的代表，那麼，其他現生哺乳動物的舌骨構造是如何進化來的呢？最早成形於什麼時候？

本次發現的微小柱齒獸不是現生哺乳動物的直系祖先，而是屬於我們近親的哺乳型動物。然而在它的身上卻保存了與現生哺乳動物同樣的包括甲狀舌骨、基舌骨、角舌骨和上舌骨等在內的鞍狀舌骨構造。並且，與混元獸的舌骨構造相比，微小柱齒獸的舌骨構造形態更為原始。同時，這一發現將現生哺乳動物舌骨構造的起源提早了近4000萬年。這表明：現生哺乳動物的舌骨構造傳承於更為原始的哺乳型動物，可能起源於整個哺乳動物家族祖先獲得咀嚼能力的最早期階段。

柱齒獸多樣性

本次發現的微小柱齒獸體長只有14.7厘米，體重約5~9克，跟現生最小的哺乳動物——鼩鼱（qú jīng）差不多。它的骨骼輕盈，四肢長而纖細，長著一條超過體長一半的尾巴，這些身體特徵可以幫助微小柱齒獸在攀援樹棲的過程中保持平衡；而它複雜的臼齒結構則表明其雜食性的特點，主要以昆蟲為食，同時也吃點植物。

中生代哺乳型動物是現生哺乳動物的近親類群，其化石發現可為追溯哺乳動物的起源和早期演化提供最直接證據，因此，該領域是古生物學和演化生物學研究的熱點之一。（註：中生代為距今2.51億年前到6600萬年前，包括三疊紀、侏羅紀、白堊紀三個紀，又稱「爬行動物時代」，恐龍非常繁盛）

微小柱齒獸屬於原始哺乳型動物的柱齒獸類支系（Docodonta），該支系中生代時期在北方大陸分布較廣，但以往發現的主要是牙齒化石。近年來，我國在內蒙古東南部、遼西和冀北等地的侏羅紀燕遼生物群中發現了一些保存較為完好的骨架化石，如半水生游泳的狸尾獸、掘穴生活的挖掘柱齒獸以及樹棲的靈巧柱齒獸等。

而微小柱齒獸的發現不僅表明了柱齒獸類對樹棲生活適應的多樣性，同時它也是迄今我國發現的體型最小的柱齒獸類，其體重僅為狸尾獸的2%，伶巧柱齒獸的15-25%，挖掘柱齒獸的50%，豐富了我們對柱齒獸類體型分異多樣性的認識。這些突破性的發現為我們探究中生代時期早期哺乳動物演化提供了重要契機。

作者 | 劉森 遼寧古生物博物館展覽部主任

審稿 | 梁飛 瀋陽師範大學古生物學院副教授

責編 | 高佩雯

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