1.6亿年前化石揭开哺乳动物中耳演化秘密

仙仙

我国古生物学家通过研究1.6亿年前的化石，揭开了哺乳动物听觉器官的演化之谜，证实了与恐龙同时代的贼兽已具备哺乳动物中耳结构。该成果于北京时间1月28日在线发表在了国际期刊《自然》上。


论文通讯作者、云南大学古生物研究院教授毕顺东介绍，包括人类在内的现生哺乳动物的中耳包含三块听小骨——镫骨、砧骨和锤骨。它们是哺乳动物骨骼系统中最小的骨头，是听觉链上的重要结构，也是哺乳动物听到声音的关键。


爬行动物的中耳虽只有一块镫骨，但它们头骨中的方骨和下颌中的关节骨形成的颌关节，具有咀嚼和听觉的双重功能。在爬行动物演化为哺乳动物的过程中，方骨和关节骨逐渐演变成了砧骨和锤骨，与镫骨一起，形成了哺乳动物“三骨鼎立”的听觉结构。但爬行动物的方骨和关节骨如何演化成听小骨，一直是生物演化研究难题。


我国古生物学家通过研究河北省出土的距今约1.6亿年的一件双钵翔齿兽化石，揭开了这一奥秘。


“双钵翔齿兽是一种贼兽类动物，与恐龙生活在同一时代，很像今天的松鼠，它不仅有大尾巴，还有可以滑翔的双翼。”论文第一作者、内蒙古自然博物馆馆长王军有说，这一标本的两侧非常罕见地保存了完整的听小骨和关节结构，其中，砧骨仅长约1毫米。


古生物学家在对这些细微结构研究后发现，双钵翔齿兽的听小骨已明显与下颌分离，属于典型的哺乳动物中耳。其中，砧骨、锤骨这两块听小骨，与现生鸭嘴兽类一样，是上下叠覆的关系。


“正是这种上下叠覆型的连接方式，允许砧骨、锤骨间能发生微小运动，从而为哺乳动物下颌的运动提供了空间。”毕顺东解释说，之后的漫长岁月里，这两块听小骨与下颌完全分离，并不断缩小，进入到中耳，专职听力，真正演化为哺乳动物的听小骨。


“听小骨终于从具有咀嚼和听觉双重功能，过渡到单一听觉功能。而强大的听力，也为哺乳动物躲避天敌提供了预警保护。可以说，哺乳动物中耳的演化，完全是自然选择的结果。”毕顺东说。


《自然》杂志评论该成果：“这是哺乳动物演化的经典童话。”