侏罗纪滑翔哺乳动物亲属对哺乳动物中耳进化的新认识

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:345 /
内容摘要:
来自美国和中国的古生物学家已经检查了生活在大约1.6亿年前的中侏罗纪时期的滑动原始人——维里沃罗东双耳龙的中耳骨(听小骨),发现它们与现代单孔目动物(产卵哺乳动物)非常相似。Vilevolodon二倍体的生命重建,显示父母和后代。影像学分:莎拉·雪莱。古生物学家知道三块听小骨& ......

来自美国和中国的古生物学家已经检查了生活在大约1.6亿年前的中侏罗纪时期的滑动原始人——维里沃罗东双耳龙的中耳骨(听小骨),发现它们与现代单孔目动物(产卵哺乳动物)非常相似。

Life reconstruction of Vilevolodon diplomylos showing a parent and offspring. Image credit: Sarah Shelley.

Vilevolodon二倍体的生命重建,显示父母和后代。影像学分:莎拉·雪莱。

古生物学家知道三块听小骨& # 8212;锤骨、砧骨和镫骨& # 8212;在现存的哺乳动物中,非哺乳动物的近亲附着在下颚上,并与下颚一起发挥功能,既有咀嚼功能,也有听觉功能。

在许多哺乳动物谱系中,这些骨骼最终从下颌分离出来,只起听觉作用。这一转变的细节一直很神秘。

在这项新研究中,来自云南大学和宾夕法尼亚印第安纳大学的毕顺东教授和他的同事分析了保存完好的维里沃龙(Vilevolodon diplomylos)锤骨和砧骨的计算机断层图像。

他们发现这种古代动物的锤骨和砧骨与现代单孔目动物非常相似。

由于哈拉米伊坦人和一神教没有被认为是密切相关的,这种相似性展示了一个令人惊讶的趋同进化的例子。

Vilevolodon diplomylos: (a) main slab; dark patches outside the skeleton between the skull, forelimbs and hind limbs indicate the patagium (gliding membrane). Scale bar - 20 mm. (b) Cranium in right oblique dorsal view, right mandible in lateral view and left mandible in medial view. Scale bars - 1 mm in (d, e), 2 mm in (c), 5 mm in (b). (c) Left mandible in medial view, showing the disposition of the auditory elements and the absence of postdentary trough and Meckelian sulcus. (d) Left incus (blue) in ventral view, left malleus (green) in dorsal view and left ectotympanic (red) in ventral view. (e) Left incus, malleus and ectotympanic restored to life position in oblique dorsal and ventral views (right and left, respectively). Abbreviations: an - angular process; api - anterior prominence of incus; apm - anterior process of malleus; cb - crus breve; co - mandibular condyle; cp - coronoid process; e - ectotympanic; fapm - facet for anterior process of malleus; fe - facet for ectotympanic; fi - facet for incus; fma - facet for malleus; fr - frontal; ju - jugal; lac - lacrimal; li - left incus; lm - left mandible; lma - left malleus; mab - mallear body; mas - mandibular symphysis; mf - mandibular foramen; mm - manubrium of malleus; mx - maxilla; na - nasal; pa - parietal; pal - palatine; pl - posterior limb of ectotympanic; pmx - premaxilla; ptf - pterygoid fossa; ri - right incus; rl - reflected lamina of ectotympanic; rm - right mandible; rma - right malleus; smx - septomaxilla; sp - stapedial process; sq - squamosal, ts - tympanic sulcus. Image credit: Wang et al., doi: 10.1038/s41586-020-03137-z.

Vilevolodon diploylos:(a)主石板;头骨、前肢和后肢之间骨骼外部的深色斑块表明了patagium(滑动膜)。比例尺& # 8211;20毫米(b)右侧斜背视图中的头盖骨,外侧视图中的右下颌骨和内侧视图中的左下颌骨。比例尺& # 8211;1毫米英寸(d,e),2毫米英寸(c),5毫米英寸(b)。(c)左下颌骨内侧视图,显示了听觉元件的位置,并且没有后牙槽和梅克连沟。(d)左砧骨(蓝色)在腹侧视图,左锤骨(绿色)在背侧视图,左外鼓室(红色)在腹侧视图。(e)左砧骨、锤骨和外鼓室在斜背视图和腹视图中(分别为右视图和左视图)恢复到原来的位置。缩写:an & # 8211角过程;api & # 8211砧骨前凸;apm & # 8211锤骨前突;cb & # 8211小腿短;co & # 8211下颌髁突;cp & # 8211冠状突;e & # 8211外耳道;fapm & # 8211锤骨前突小平面;fe & # 8211外耳道小平面;fi & # 8211砧骨刻面;fma & # 8211锤骨的小平面;fr & # 8211正面;居& # 8211;jugallac & # 8211泪腺;李& # 8211;左砧骨;lm & # 8211左下颌骨;lma & # 8211左锤骨;mab & # 8211锤骨体;mas & # 8211下颌联合;mf & # 8211下颌孔;mm & # 8211锤骨柄;mx & # 8211上颌骨;娜& # 8211;鼻腔;pa & # 8211顶骨;pal & # 8211帕拉廷;pl & # 8211外鼓室后肢;pmx & # 8211premaxillaptf & # 8211翼状窝;ri & # 8211右砧;rl & # 8211外鼓室反射板;rm & # 8211右下颌骨;rma & # 8211右锤骨;smx & # 8211septomaxillasp & # 8211镫骨突;sq & # 8211龙鳞,ts & # 8211鼓室沟。影像学分:王等,doi:10.1038/s 14586-020-03137-z。

云南大学和卡内基自然历史博物馆的研究人员约翰·维布尔博士说:“尽管相隔1.6亿年的地质时间,但这些骨骼在维里沃罗东龙(Vilevolodon diplomylos)和现存的单孔目动物、鸭嘴兽和针鼹中是如此相似,这一点令人惊讶。

“化石中这些听小骨的保存令人惊叹;砧骨的直径只有一毫米多一点!”

单孔目动物的锤骨和砧骨长期以来被认为是独特的适应物,因为它们与现存哺乳动物、有袋动物和胎盘中的骨骼完全不同。

Three types of middle ear in mammaliaforms: (a) in the postdentary-attached middle ear, the postdentary bones and Meckel’s cartilage are attached to the mandible via the postdentary trough and Meckelian sulcus (Late Triassic-Early Jurassic mammaliaform Morganucodon); (b) in the Meckelian-attached middle ear, the postdentary trough is absent and the postdentary bones are attached to the mandible via Meckel’s cartilage (ossified in this example) in the Meckelian sulcus; Meckel’s element is bent medially (arrow), moving the postdentary bones away from the temporomandibular joint (Early Cretaceous eutriconodontan Liaoconodon); (c) in the detached middle ear, the postdentary trough and Meckelian sulcus are absent and the auditory elements are detached from the mandible (Middle Jurassic haramiyidan Vilevolodon). Image credit: Wang et al., doi: 10.1038/s41586-020-03137-z.

哺乳动物中耳的三种类型:(a)在后牙附着的中耳中,后牙骨和梅克尔软骨通过后牙槽和梅克连沟附着于下颌骨(晚三叠世-早侏罗世哺乳动物Morganucodon);(b)在附着梅克连的中耳中,没有后牙槽,后牙骨通过梅克连沟中的梅克尔软骨(本例中为骨化)附着于下颌骨;梅克尔元素向内弯曲(箭头所示),将后牙骨移离颞下颌关节(早白垩世的辽骨节);(c)在分离的中耳中,齿状后槽和梅克连沟缺失,听觉元件从下颌骨分离(上图中侏罗统haramiyidan Vilevolod)。影像学分:王等,doi:10.1038/s 14586-020-03137-z。

研究人员说:“这种类型的锤骨和砧骨代表了化石和化石之间的一个进化阶段,在化石中,听小骨附着在下颌上并与下颌一起发挥作用,在化石中,听小骨与下颌分离,专门用于听力。

“我们希望这一发现能促进对包括人类在内的哺乳动物如何发展其独特听觉的理解。”

研究结果发表在《自然》杂志上。

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J.王等2021。中侏罗世哈拉米依丹的单孔类听觉器官。自然590,279-283;doi:10.1038/s 14586-020-03137-z


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