老标本新发现——哺乳动物颌关节演化过程被揭示

xinwen.mobi · 发表于 2025-9-25 21:49:43

# 老标本新发现：哺乳动物颌关节演化的百年谜题终获突破2025年9月24日，国际顶级学术期刊《自然》发表了一项颠覆古生物学界认知的研究成果——中国科学院古脊椎动物与古人类研究所毛方园团队通过重新研究两件沉睡四十年的化石标本，首次完整揭示了哺乳动物颌关节从爬行动物向现代形态演化的四阶段序列。这一发现不仅填补了演化生物学领域的关键空白，更彻底改写了我们对哺乳动物起源标志性特征的理解。## 被低估的老标本：四十年后的科学重生此次研究的核心材料是两件发现于1984年却被长期忽视的化石标本，现代科技手段的介入让它们重新绽放科学光芒。川南多齿兽化石发现于四川自贡中侏罗统地层，1984年由古生物学家何信禄和蔡开基命名时，研究者曾注意到其具有"关节突"结构，但受限于当时的技术条件未能深入研究。四十年后，研究团队运用高分辨率计算机断层扫描（CT）和三维重建技术，清晰还原出这一标本的颌关节细节——一种前所未见的齿骨髁-颧骨窝次生颌关节。这种结构在整个四足动物演化史上均属首次发现，彻底突破了学界此前对次生颌关节形态的认知框架。另一件标本采自云南禄丰下侏罗统地层，属于摩根兽类，在博物馆馆藏中被冷落数十年。研究团队通过精细的形态分析，将其确立为新属种——禄丰曲髁兽。其关键价值在于保留了处于过渡状态的齿骨髁结构：由齿骨外脊末端向上弯折形成，尚未发育为典型哺乳动物的球状形态。这一发现为"哺乳动物齿骨髁起源于齿骨外脊后端"的假说提供了确凿实证，完美填补了从早期真犬齿兽类的齿骨-鳞骨接触到早期哺乳型类球状齿骨髁之间的演化空白。## 四阶段演化序列：从爬行到哺乳的关键跃迁基于两件标本的新发现，研究团队首次系统提出了哺乳动物颌关节演化的四阶段序列，清晰展现了这一关键结构的转变历程：第一阶段：原始颌关节主导期（爬行动物阶段）此时的颌关节完全由关节骨与方骨构成，这一结构同时承担咀嚼承重和声音传导双重功能。在现存爬行动物和早期脊椎动物中，这种"一身二任"的结构较为常见，但限制了咀嚼效率和听觉灵敏度的提升。第二阶段：次生接触辅助期（进步犬齿兽类阶段）原始颌关节仍承担主要承重功能，但在齿骨与鳞骨之间出现了次生接触点，起到辅助支撑作用。这一阶段代表了演化的过渡状态，开始显现功能分化的雏形，但尚未形成完整的次生关节结构。第三阶段：次生关节主导期（哺乳形动物阶段）次生颌关节（齿骨-鳞骨关节）取代原始关节成为主要承压结构，而原始颌关节（关节骨-方骨）退居次要地位，主要负责传导声音振动。这一转变实现了咀嚼与听觉功能的初步分离，是向哺乳动物演化的关键一步。第四阶段：现代关节定型期（哺乳型动物阶段）演化出完全的齿骨-鳞骨颌关节，原始颌关节的组成部分（关节骨、方骨）彻底脱离颌部功能，转变为中耳听小骨（砧骨、锤骨），与镫骨共同构成完善的听觉传导系统。这一"颌关节中耳化"的过程，实现了咀嚼与听觉功能的完全分离，成为界定哺乳动物的关键特征。## 演化机制新解：多元驱动的复杂路径此次研究不仅厘清了演化序列，更在演化驱动机制方面提出了创新性见解，挑战了传统认知。传统观点认为，哺乳动物关键特征的演化主要由"体型小型化"驱动。但新研究发现，体型较大的植食性川南多齿兽演化出独特的齿骨髁-颧骨窝关节，这与体型小型化假说相悖。结合化石产地发现的疑似洞穴系统，研究团队提出表型可塑性（外因环境诱导的发育变异）可能在晚期犬齿兽类次生关节多样化中发挥关键作用。川南多齿兽的特异关节结构与其特化的头骨形态、加长齿列共同构成适应系统，反映了其对植食性与穴居生态的适应性演化。研究还揭示出颌关节演化的多次独立起源现象。以往学界认为承压性齿骨-鳞骨关节是所有哺乳动物的鉴定特征，但新发现表明，这一结构实际仅能作为哺乳型动物的共近裔特征。多齿兽类特有的齿骨-颧骨关节代表了另一种独立演化路径，虽然呈现跳跃式演化特征，却未促成三列齿兽后期的辐射演化；而禄丰曲髁兽代表的渐进式演化路径，反而与哺乳动物后期的分化辐射密切相关。## 科学意义与后续展望这项研究的突破性成果具有多重科学意义。在理论层面，它构建了首个原始与次生颌关节系统演化框架，刷新了对哺乳动物关键特征演化的认知；在方法层面，展示了馆藏老标本通过现代技术重新研究的巨大潜力，为古生物研究提供了新范式；在学科交叉层面，将古生物学、发育生物学与功能形态学相结合，为理解脊椎动物形态-功能演化机制提供了宝贵案例。关于颌关节演化的研究仍有诸多方向值得深入探索。研究团队表示，未来将进一步扩大化石采样范围，特别是寻找更多过渡类型的标本；结合发育生物学实验，验证表型可塑性在颌关节演化中的具体作用机制；通过生物力学模拟，分析不同类型颌关节的功能差异及其对生态适应的影响。此次老标本的新发现，不仅破解了哺乳动物颌关节演化的百年谜题，更提醒学界：那些沉睡在博物馆中的"老标本"，或许仍藏着改写演化史的关键线索，等待现代科技手段的重新发掘。

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

老标本新发现——哺乳动物颌关节演化过程被揭示 ...

老标本新发现——哺乳动物颌关节演化过程被揭示

相关帖子