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化石

2015-01-10

生物进化 2015年3期
关键词:伤痕蝙蝠羽毛

化石

丽牛化石透露大型猫科动物的捕食策略

近期,研究者在甘肃省东乡县龙担地点早更新世地层中首次发现了一件丽牛下颌,为目前保存最为完整的短角丽牛(Leptobos brevicornis)下颌材料。这件下颌前端保留有一处近于圆形的伤痕,伤痕边缘见有骨片破裂的痕迹,腹侧还见有一个亚圆形的孔以及两个小凹陷,这样的痕迹为受到其他动物外力攻击形成。这一材料为我们通过化石去研究和推测哺乳动物的捕食策略以及攻击行为,提供了难得的机会。对于牛亚科动物来说,种内以及种间斗争通常表现于它们用粗壮的角来进行缠斗扭打或者迎头冲顶,明显不会形成这样的伤痕。而下颌骨前端伤痕孔的圆形轮廓以及其内侧的曲面更可能是弧形物体刺穿造成的破坏,因此推测这样的伤痕是由上犬齿刺穿形成。研究者进一步测量了龙担动物群中已经发现的食肉动物的上犬齿尺寸与圆形孔径的关系,发现山西猞猁、古中华虎、临夏西瓦猎豹和河南斑鬣狗在数值上最为接近,更加精细的测量显示西瓦猎豹和古中华虎的犬齿尺寸与伤痕孔径匹配较好。此外,鉴于所有的伤痕都集中于丽牛的口鼻部,这与大型猫科动物的捕食行为密切相关,从而证明与现生大型猫科动物类似的捕食行为可能在早更新世虎亚科动物中已经出现。(古脊椎动物学报2015,53:193-206)

古鱼与牙齿进化

如牙膏广告中所说,“牙好,胃口就好,吃么么香,身体倍儿棒的“。毫无疑问,牙齿是脊椎动物最重要的器官之一,对它们的生存和繁衍起着至关重要的作用。在牙齿的演化历史中,最早的牙齿并不是单独的结构,而是一些坚硬且凹凸不平的“板材“,远古鱼类用这些像砂纸一样的牙齿来研磨、粉碎的食物。近期,研究者对已有4亿年历史的古老鱼类Romundina ste11ina的牙板进行研究表明,这些所谓的牙板并不是一次形成的,而是随着鱼类尺寸的增加,这些牙板也随着齿状组织的积聚而逐渐增大。R.ste11ina的化石发现于加拿大威尔士王子岛,是一种小型的、身披“铠甲“的鱼类,其甲胄一样的表皮用于防御捕食者,它们是已知最早的有颌脊椎动物。尽管牙齿看起来是一种简单的组织,但它们的形成却经历了一个复杂的过程。通过了解牙齿在原始鱼类中的进化过程,有助于认识这些组织如何在其他生物中进化。此外,生物形成牙齿的进程与其他组织的形成大致相同,因此更好的理解牙齿的进化将为研究其他组织例如心脏、肾脏和别的主要器官的进化提供重要线索。(Bio1. Lett.11:20150326)

世界上最古老的化石精子

由于实体化石非常稀少,人们对环带类环节动物,如蚯蚓、水蛭,及其近亲的起源和进化知之甚少。但环带类独具特色的卵囊却是化石记录中的常客。近期,研究者报道了在南极发现的5000万年前的环带类卵囊,并在其内壁层中发现了形成化石的精子,这是迄今最古老的动物精子记录。精子的特征对现生环节动物的分类具有重要价值,此次发现于南极的精子化石具有蛭蚓目的一些典型特征。值得注意的是,现生蛭蚓目动物以北半球的淡水小龙虾为食。它们在早始新世南极的出现,极大的延伸了它们在全世界的分布,表明它们的进化历史可能比之前预想的更加复杂。(Bio1.Lett.11: 20150431)

冈瓦纳大陆的早期鸟类

随着热河生物群的发现,人们对于中生代鸟类的认识有了极大的进步。然而,在曾经遥远的冈瓦纳大陆,中生代鸟类化石却十分稀少,且都没有保存下来羽毛的细节。近期,研究者在巴西的早白垩世地层发现了一具连有羽毛的鸟类骨架化石。该化石是迄今发现的最完整的早白垩世冈瓦纳古大陆的鸟类化石标本,其体积与蜂鸟类似,这也是首次在南美洲发现的该类化石。经研究,该化石相连的羽毛有一根椭圆形的羽干和一排斑点,这是一种装饰性彩色图案的残留部分。据推测,这些尾羽可能与求偶炫耀、物种识别和视觉沟通有关,而不是为了平衡或者飞行。这一发现将拥有这类羽毛的远古鸟类的分布范围扩展到中国以外地区。此外,化石的骨骼发育证据表明,这只鸟可能是亚成体。(Nature Communications 6:7141,doi:10.1038/ncomms8141)

角龙新种

角龙是恐龙家族的明星成员,它们身躯庞大、四足行走、以植物为食。角龙主要生活在晚白垩世的北美西部,因其头骨的鼻骨和眶后骨上具有角状装饰,很容易识别。在不同角龙种类中,头骨上的角突变化很大,对于其亲缘关系的判定是极好的标志。尽管它们生存在的时间和空间相对有限,但它们却是恐龙家族中化石记录保存最好的类群之一,显示了头部角突和其他装饰物的快速多样化。近期,研究者在加拿大阿尔伯塔省西南部发现了一种新角龙,并将之命名为彼得胡斯角面龙(Rega1iceratops peterhewsi)。这只角龙与众不同的是其面部角的尺寸和形状以及头盖骨后端盾状的褶边。除了其鼻部的角更高,且眼睛上方也各有一个角外,这个新物种在许多方面与三角恐龙相似。研究者将头骨后端的褶边描述为向外延伸的巨大五角形平板光环,看起来像一顶皇冠。通过对该化石的研究还揭示了恐龙的角装饰物的进化。一直以来,有角恐龙被分成两类,一类鼻子上方有个小角、眼睛上方有更大的角和一个长褶边,一类鼻子上方有个长角、眼睛上方有小角和一个短褶边。这个新种属于前者,但它的角装饰物更接近后者。而且,它出现在后者灭绝后的一段时间里。总的来说,这是角龙进化集合的首个例证,意味着这两类恐龙分别进化出类似特征。(Current Bio1ogy 2015,25:1641-1648)

中新短尾蝠

翼手目(蝙蝠)是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,现生种共有19科185属962种,除极地和大洋中的一些岛屿外,分布遍于全世界。目前,最早的翼手目化石发现在中始新世,包括北美的第二指仍处游离状态的食指伊神蝠和德国的类树鼩古蝠。它们分属两个绝灭的科,都保存有完整骨架及印模,表明已完全适应飞行。新生代中期的翼手类化石,主要发现在欧洲,如法国渐新世的库尔西磷矿蝙蝠动物群等,现在已知绝灭属约20余个。新生代晚期,主要为第四纪时,蝙蝠化石较多,约有50余现生属的化石材料发现在世界各地的洞穴裂隙堆积中。中国最早的蝙蝠化石为发现在山东临朐山旺的意外山旺蝠。第四纪时,北京周口店洞穴堆积中找到翼手类化石有8属10种。另外,近年来在江苏、安徽等上新世裂隙中也找到不少完整的蝙蝠化石。近期,研究者在新西兰发现了一种至少在1600万年前用四肢走路的蝙蝠新种化石。这种取名为中新短尾蝠(Mystacina miocena1is)的蝙蝠比普通的现代蝙蝠大3倍,并且同现存的新西兰短尾蝙蝠类似。这项发现意味着蝙蝠在新西兰拥有比此前认为的更长的演化历史,从而提出了关于这种生物何时从今天的澳大利亚首次抵达新西兰的问题。(PLoS ONE 10(6):e0128871)

中华震旦管的新认识

中华震旦管(Sinotubu1ites)是埃迪卡拉纪晚期的一类直管状化石,它最早发现和命名于我国湖北三峡地区,后来在美国、墨西哥相继被发现,最近在西班牙也发现了该类化石。越来越多的化石产地表明该类化石具有广泛的古地理分布。因此,它能为埃迪卡拉系的划分和对比提供重要依据,从而成为继新元古代末期最早骨骼生物克劳德管之外的又一类重要标准化石。近期,研究者以陕南地区的化石标本为主,同时结合湖北三峡地区的化石材料,对前人在全世界范围内报道和描述的所有中华震旦管化石的分类作了重新评估和厘定。根据新的化石材料,该研究描述了陕南地区发现的3个新种。这3个新种分别展示出三辐射、五辐射、六辐射的管体对称结构。这些发现丰富了科学家对这类重要潜在标准化石的形态多样性的认识,同时对前寒武纪-寒武纪过渡时期动物体型的对称性演化提供了重要的化石证据。(Precambrian Research 2015,261:12-24)

三叠纪原始龟类新发现

龟类的起源和早期进化是古脊椎动物学中一个长期备受关注的重大课题。由于缺乏关键过渡期的化石证据,分子生物学和形态学的研究得不到有力的支持。中国发现的2.2亿年前的半甲齿龟已经具有比较完备的龟壳和很多龟类的骨骼特征。近期,研究者描述了一种曾生活在2.4亿年前的原始龟类,为龟类的演化和它们起到保护作用的壳的来源提供了新的线索。新化石发现于德国三叠纪地层,经研究被命名为罗辛祖龟(Pappoche1ys rosinae)。大约有20厘米长,不具备完整的龟壳,但有着宽广的T区肋骨,这一特征被认为是龟类这一演化分支的重要特点,其腹部有多块骨头形成的一片硬壁。罗辛祖龟的头骨形状支持了乌龟起源于属于和恐龙鸟类一起的主龙类理论。(NATURE 2015,523:584-587)

驰龙家族添新丁

驰龙类被认为是与鸟类亲缘关系最近的一个恐龙类群。虽然科学家已经发现过长有羽毛的小型驰龙,但是此次发现的恐龙新种是体型较大且前肢较短的有羽毛的驰龙。在此之前,科学家在辽宁省发现的大多数驰龙类恐龙体型和家猫或者中型犬一样大小,它们通常具有较长的前肢,以及覆盖满羽毛的大翅膀。近期,研究者在辽宁省又发现一种体型大、前肢短且长有羽毛的驰龙类恐龙,并将其命名为振元龙。振元龙身长126厘米到165厘米之间,其比例更短小的前肢支撑了较大的羽毛翅膀,是已发现的第二例具有短前肢的驰龙,并且是第一例在前肢和尾巴上长有羽毛的此类恐龙。在驰龙类恐龙中,与振元龙大小相近的是天宇盗龙。它的体长接近2米,其前肢相对较短,但其化石上没有发现保存的羽毛。和天宇盗龙相比,振元龙身形略小,且尚不清楚振元龙长满羽毛的翅膀是否具有飞行能力。(Scientific Reports 2015,5: 11775)

栉水母动物门的演化史

栉水母是地球“生命之树“的基干类群之一,甚至被认为位于动物谱系树的“根部“,是探索地球多细胞动物起源的关键环节。近期,研究者根据对澄江生物群化石的深入研究,发现

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