李氏源掠獸生態(tài)環(huán)境和陸家屯動物群重建（趙闖繪）
（神秘的億年研究應(yīng)自地球uux.cn報道）據(jù)中國青年報·中國青年網(wǎng)（記者 邱晨輝）：（原標(biāo)題：“聽”和“嚼”曾是一家 怎么就分了手）這是一場來自1.24億年前的特殊“分手”，主角一個是前李器官管“聽”的器官，一個是氏源管“嚼”的器官。
是掠獸離的，很久以前，化石負責(zé)“聽覺”和“咀嚼”的發(fā)現(xiàn)器官是一體的。來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的體化毛方園、王元青與美國自然歷史博物館孟津等學(xué)者合作，覺和咀嚼漸分基于1.24億年前的為適李氏源掠獸化石發(fā)現(xiàn)：曾經(jīng)一體化的聽覺和咀嚼器官，為了適應(yīng)自然選擇，然選提高聽覺和咀嚼的擇逐效率，兩個模塊逐漸分離。億年研究應(yīng)自
不久前，前李器官國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）發(fā)表了這一成果的氏源論文。其中提到，掠獸離這塊1.24億年前的化石完好地展現(xiàn)了聽覺和咀嚼器官兩個模塊，在基干獸類中演化分離節(jié)點的表型特征，分離的聽覺和咀嚼器官，使得哺乳動物的聽覺更加靈敏、咀嚼更加高效。
據(jù)該成果論文第一作者、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所副研究員毛方園介紹，模塊演化是演化生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)相結(jié)合的一個概念。生物體可在不同層次上分解為小的形態(tài)、發(fā)育或者功能單元，它們在發(fā)育和基因調(diào)控上相對獨立，在演化中具有不同變異速率，能夠在不影響其它模塊形態(tài)功能的情況下，獨立地接受自然選擇的作用。
脊椎動物的前肢，就是一個同源模塊演化的例子，可以進化成翅膀、鰭或人類的手，但并不影響其它部分，如后肢的形態(tài)及功能。
來看這次科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主角——基于早白堊熱河生物群陸家屯層中三維立體保存的6件標(biāo)本，研究人員利用顯微斷層掃描和三維立體重建等方法，建立了一個對齒獸的新屬種：李氏源掠獸。毛方園說，“取這個名字，是為了紀(jì)念文章的作者之一，于今年10月逝世的中國早期哺乳動物研究奠基人之一李傳夔研究員。”
研究表明，李氏源掠獸在咬合咀嚼過程中，下頜除了開合運動，也具有橫向移動和沿長軸方向的轉(zhuǎn)動。這種下頜咀嚼時的多向運動過程，很可能是導(dǎo)致獸類中耳聽骨與齒骨、麥?zhǔn)宪浌敲撾x的選擇壓力之一。
毛方園說，近20年我國遼西地區(qū)發(fā)現(xiàn)的中生代哺乳動物中，爬獸等的骨化麥?zhǔn)宪浌恰⑦|尖齒獸等的聽骨，提供了從下頜中耳到典型哺乳動物中耳之間演化過渡模式的證據(jù)。然而，在過渡型中耳中，聽骨雖然脫離了齒骨，但仍與骨化的麥?zhǔn)宪浌蔷o密絞合，后者與齒骨相連；因此，聽覺和咀嚼的功能尚未完全分開，相互還有影響。
如今這個李氏源掠獸多件化石標(biāo)本的出現(xiàn)，首次展示出一個關(guān)鍵特征，即聽骨與麥?zhǔn)宪浌侵g無骨質(zhì)鏈接，代表了哺乳動物演化中聽覺與咀嚼模塊分離的關(guān)鍵節(jié)點。
毛方園告訴記者，一系列完整、連續(xù)的化石證據(jù)還表明，分離的聽覺和咀嚼模塊，增強了它們的“各司其職”演化能力，聽覺器官具備向高靈敏度高頻聽力發(fā)展的潛力，咀嚼器官也獲得牙齒和咬合方式多樣性演化以攝取不同食物的可能性，從而導(dǎo)致現(xiàn)生獸類哺乳動物的繁盛。
據(jù)她介紹，得益于高精度顯微斷層掃描的結(jié)果，李氏源掠獸化石研究還揭示，基干獸類哺乳動物在早期——至少1.2億年前——有5塊中耳聽小骨，長度僅5毫米，并首次獲得5塊聽小骨的具體三維形態(tài)。如今，哺乳動物只有3塊中耳聽小骨，另兩塊聽小骨，一塊演化為附著聽膜的外鼓骨，另一塊已在演化過程中丟失或融合到聽骨鏈關(guān)節(jié)上。
值得一提的是，作為聽覺器官的重要部分，中耳接收信號，內(nèi)耳向大腦傳遞信號，如今這塊李氏源掠獸化石研究還發(fā)現(xiàn)，與中耳聽骨緊密相關(guān)的內(nèi)耳，其耳蝸管以直線方式向顱基部延長，但已到達極限，代表著哺乳動物耳蝸用不同方式增長，以提高聽力的一個演化“試錯實驗”。
“李氏源掠獸化石的多項研究成果，都為發(fā)育生物學(xué)研究提供了更多參考證據(jù)。”毛方園說，獸類今天在地球生態(tài)系統(tǒng)中的成功，和它們祖先的各種成功、失敗演化實驗分不開。而聽覺和咀嚼模塊的分離，就是這種演化成功的一個例子。（中國青年報2019年12月16日08版）
相關(guān)報道：1.24億年前的一次“分手”，讓哺乳動物吃得更香
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)科技日報（陸成寬）：這是一個哺乳動物進化出靈敏聽覺和高效咀嚼的故事。
近日，《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了一項關(guān)于1.24億年前基干獸類李氏源掠獸的聽覺和咀嚼器官演化的研究成果。來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)，曾經(jīng)一體化的聽覺和咀嚼器官，為了適應(yīng)自然選擇，提高聽覺和咀嚼的效率，兩個模塊逐漸分離。新發(fā)現(xiàn)的李氏源掠獸化石完好地展現(xiàn)了兩個模塊在基干獸類中演化分離節(jié)點的表型特征；分離的聽覺和咀嚼器官，使得哺乳動物的聽覺更加靈敏、咀嚼更加高效。
大量研究表明聽骨和齒后骨具有同源關(guān)系
模塊演化是演化生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)相結(jié)合的一個概念。生物體可在不同層次上分解為小的形態(tài)、發(fā)育或功能單元；它們在發(fā)育和基因調(diào)控上相對獨立，在演化中可具不同變異速率，并且能夠在不影響其他模塊形態(tài)功能的情況下，獨立地接受自然選擇的作用。比如，脊椎動物的前肢就是一個同源模塊演化的例子，可以進化成翅膀、鰭或人類的手，但并不影響其他部分，如后肢的形態(tài)及功能。
哺乳動物下頜和聽骨是一個特別的模塊演化例子。它的獨特性在于，該演化兼具同源模塊的多樣化和功能特異化等特性，且從一個復(fù)合形態(tài)功能一體化的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，逐步演化成兩個形態(tài)和功能完全獨立的器官模塊。
事實上，形態(tài)解剖學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)的大量研究已經(jīng)表明，哺乳動物的聽骨和爬行動物的齒骨后骨具有同源關(guān)系。近年來的研究，更進一步表明，這些骨骼在各個類群的早期發(fā)育過程中，受到相同基因機制的調(diào)控；這些機制，甚至可以追溯到魚類下頜的發(fā)育。
為中耳演化過渡模式提供證據(jù)
研究人員基于早白堊熱河生物群（陸家屯層）中三維立體保存的六件標(biāo)本，利用顯微斷層掃描（CT）和三維立體重建等方法，建立了一個對齒獸的新屬種：李氏源掠獸。“取這個名字，是為了紀(jì)念文章的作者之一，于今年10月逝世的中國早期哺乳動物研究奠基人之一李傳夔研究員。”論文第一作者、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所博士毛方園說道。
研究表明，李氏源掠獸在咬合咀嚼過程中，下頜除了開合運動，也具有橫向移動和沿長軸方向的轉(zhuǎn)動。這種下頜咀嚼時的多向運動過程，很可能是導(dǎo)致獸類中耳聽骨與齒骨、麥?zhǔn)宪浌敲撾x的選擇壓力之一。
近20年中國遼西地區(qū)發(fā)現(xiàn)的中生代哺乳動物中，爬獸等的骨化麥?zhǔn)宪浌恰⑦|尖齒獸等的聽骨，提供了從下頜中耳到典型哺乳動物中耳之間演化過渡模式的證據(jù)。
然而，在過渡型中耳中，聽骨雖然脫離了齒骨，但仍與骨化的麥?zhǔn)宪浌蔷o密絞合，后者與齒骨相連；因此，聽覺和咀嚼的功能尚未完全分開，相互還有影響。
首次展示聽覺與咀嚼模塊分離的關(guān)鍵節(jié)點
“但是，李氏源掠獸的多件標(biāo)本首次展示一個關(guān)鍵特征，即聽骨與麥?zhǔn)宪浌侵g無骨質(zhì)連接，這意味著聽覺與咀嚼器官完全分離，代表了哺乳動物演化中聽覺與咀嚼模塊分離的關(guān)鍵節(jié)點。”毛方園說，這一發(fā)現(xiàn)彌合了過渡型中耳和典型哺乳動物中耳在演化過程中表型特征的空缺，在系統(tǒng)發(fā)育和特征演化上，代表了基干獸類中更為進步的一個演化階段。
從形態(tài)功能上看，分離的聽覺和咀嚼模塊，消除了兩者之間互相干擾的物理制約因素，增加了兩個模塊演化和多向適應(yīng)的可能性；聽覺器官具備了向高靈敏度高頻聽力發(fā)展的潛力，咀嚼器官也獲得了牙齒和咬合方式多樣性演化以攝取不同食物的可能性。
毛方園表示，現(xiàn)生哺乳動物大約有6500種，其中僅有5種是產(chǎn)卵的單孔類，比如鴨嘴獸，分布于澳洲；其它哺乳動物屬于獸類，包括有袋類379種，比如澳洲袋鼠，以及6111種有胎盤類哺乳動物，包括我們?nèi)祟悺Ｒ虼耍溉閯游锏亩鄻有裕旧暇褪窃谡f獸類。獸類今天在地球生態(tài)系統(tǒng)中的成功，和它們祖先的各種演化實驗分不開。而聽覺和咀嚼模塊的分離，應(yīng)該是基干獸類演化成功部分的一個例子。

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