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梦幻小兽生态复原图 赵闯/绘
远古的祖先，和如今人类的听力是一样的吗？近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王海冰和王元青研究团队的一项有关早期真兽类听觉器官演化的研究成果，在《自然-通讯》在线发表。该成果首次呈现了早白垩世真兽类的中耳结构，并结合古生物学和发育生物学证据，讨论兽类哺乳动物中耳的演化创新，结合磨楔式牙齿结构的完善，为现代哺乳动物听力能力的提高和生态空间的拓展奠定了重要基础。
在渐进演化的过程中，哺乳动物中耳堪称典型。现生哺乳动物的中耳具有3块听小骨，包括锤骨、砧骨和镫骨，而爬行动物中仅有1块耳柱骨。19世纪，胚胎生物学家通过系统比较四足动物头骨发育的差别，构建了有关哺乳动物中耳听小骨同源性假说的基本框架：锤骨与爬行类的关节骨和前关节骨同源，砧骨与爬行类头骨上的方骨同源，镫骨与耳柱骨同源。20世纪初，一系列保存完好的下孔类化石的发现，进一步支持了这一假说。
然而，很长一段时间里，由于化石保存问题，对于哺乳动物中耳早期演化的讨论，一直缺乏直接的化石证据，之前所有的发现都集中于基干类群，而在与人类演化密切相关的真兽类和后兽类祖先中，中耳演化的直接证据十分有限。
王元青研究员团队在辽宁喀左羊角沟下白垩统九佛堂组地层中，发现了一件真兽类化石，这一地层距今约1.2亿年。经过长时间室内精心修理，高精度CT扫描、三维重建以及新的系统发育研究，研究团队确定，该化石代表了早期真兽类新物种，将其命名为“梦幻小兽”。作为最早的真兽类哺乳动物之一，梦幻小兽显示出了现代兽类哺乳动物中耳的典型特征，填补了兽类早期演化的空白。
研究团队在重建了梦幻小兽头骨形态后确定，早白垩世真兽类的中耳骨骼形态包括外鼓骨、锤骨、砧骨和镫骨。梦幻小兽下颌的麦氏软骨沟已完全退化，表明中耳听小骨已完全脱离下颌，具有典型哺乳动物中耳的特征。
这一结果不同于最近发表的九佛堂传夔兽，后者仍然保留了较为纤细的骨化麦氏软骨。这表明，在兽类演化的早期阶段，即使在系统关系很近的物种中，中耳形态也存在一定程度的变异。
这项研究最重要的发现之一，是梦幻小兽中保存了完整的、马鞍型的锤骨-砧骨关节，与目前已知的基干类群区分明显，而与现代兽类一致。尽管现代哺乳动物中耳听小骨的形态多样化程度极高，但学界在锤骨-砧骨关节方式的二分性上观点较为一致，即以单孔类为代表的叠覆式关节和以兽类为代表的马鞍型关节。
此外，梦幻小兽中耳与现生兽类的“小型中耳”最为接近。依据锤骨-砧骨的形态，现生兽类哺乳动物的中耳通常被分为6个功能形态型，研究团队结合较为可靠的锤骨-砧骨关节以及“小型中耳”中较为典型的锤骨球状突，将梦幻小兽的中耳归类为“小型中耳”，而非建立一个新类型。
正如梦幻小兽这个名字的寓意一样，每一次探索与发现，对研究者而言，都会带来梦幻般的喜悦。据了解，具有“小型中耳”的现生哺乳动物都适应高频听力，梦幻小兽和九佛堂传夔兽中耳、内耳结构表明早期真兽类很可能具备了比其他同时期哺乳类更加灵敏的听觉，尤其是高频听力。这项研究还表明，兽类哺乳动物听觉器官和取食器官趋离演化是独立发生的。
中青报·中青网记者 张渺 来源：中国青年报
2023年12月04日 08 版