侏罗纪滑翔哺乳动物亲戚揭示了哺乳动物中耳进化的新线索

来自美国和中国的古生物学家研究了中耳(骨磁骨)Vilevolodon Diplomylos,滑翔Haramiyidan.它们生活在大约1.6亿年前的中侏罗世,并发现它们与现代单孔目动物(卵生哺乳动物)非常相似。

vilevolodon diplomylos的生活重建显示父母和后代。图片来源:Sarah Shelley。

生命重建Vilevolodon Diplomylos显示父母和后代。图片来源:Sarah Shelley。

古生物学家知道三个骨 - 甘草,病理和镫骨 - 在现存的哺乳动物的闭合性非哺乳动物亲属中,用下颌连接并用它运作,在咀嚼和听力中提供服务。

在许多哺乳动物谱系中,这些骨骼最终从下颌脱离,并仅用于听听功能。这种过渡的细节已经神秘。

在新的研究中,云南大学的顺东副教授和宾夕法尼亚州印第安纳大学和同事分析了经过保存良好的甘草和本身的计算断层(CT)图像Vilevolodon Diplomylos

他们发现古老的动物的甘虫斯和古老的蒙特雷姆非常相似。

由于Haramiyidans和Monotremes并未被认为密切相关,因此这种相似之处展示了令人惊讶的会聚演化实例。

(a)主板;头骨外、前肢和后肢之间的深色斑块表明是髌骨(滑行膜)。鳞片- 20mm。(b)颅骨右侧斜背位,右侧下颌骨侧位,左侧下颌骨内侧位。刻度条- 1毫米(d, e), 2毫米(c), 5毫米(b)。(c)左下颌骨内侧图,显示听觉成分的分布以及牙后槽和麦克尔沟的缺失。(d)腹侧左侧砧骨(蓝色),背侧左侧锤骨(绿色),腹侧左侧鼓室外(红色)。(e)左砧骨、锤骨和外鼓室恢复生活位斜向背侧和腹侧(分别为左和右)。缩写:an - angular过程;砧骨前凸;踝前突;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 Diplomylos:(a)主板;头骨外、前肢和后肢之间的深色斑块表明是髌骨(滑行膜)。秤条 - 20毫米。(b)右侧斜视的颅骨,右侧颌骨绳,在内侧视图中左侧下垂。秤条 - (D,E),1mm,2mm(c),5 mm(b)。(c)在内侧看来留下下颌骨,显示听觉元素的处置以及未结算的低谷和Meckelian Sulcus。(d)腹侧左侧砧骨(蓝色),背侧左侧锤骨(绿色),腹侧左侧鼓室外(红色)。(e)左砧骨、锤骨和外鼓室恢复生活位斜向背侧和腹侧(分别为左和右)。缩写:An - Angular Process;API - Incus的前突出; 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。,DOI:10.1038 / s41586-020-03137-z。

“虽然分开了1.6亿年的地质时间,但这是卓越的这些骨骼Vilevolodon Diplomylos以及现存的单孔目动物、鸭嘴兽和针鼹,”云南大学和卡内基自然历史博物馆(Carnegie Museum of Natural History)的研究员约翰·威布尔(John Wible)博士说。

“在化石中保存这些骨箱是惊人的;本身只有一毫秒少了!“

单孔目动物的锤骨和砧骨长期以来被认为是独特的适应性,因为它们完全不同于现存的哺乳动物、有袋动物和胎盘动物的这些骨骼。

Mammaliforms的三种中耳:(a)在后期连接的中耳,后期骨骼和Meckel的软骨通过后绝缘槽和Meckelian Sulcus附加到下颌骨(晚期三叠纪早期的侏罗纪Morganucodon);(b)在麦克思亚安附属的中耳中,未存在后期槽,后期骨骼通过Meckelian舒尔斯中的Meckel的软骨(在本例中储备)附加到下颌骨上;Meckel的元素内侧(箭头)是弯曲的(箭头),将后期骨骼移开远离颞下颌关节(早期白垩纪Eutriconodontan Liaoconodon);(c)在独立的中耳中,未存在后绝缘槽和麦克风沟,听觉元素从下颌骨(侏罗纪哈马米丹vilevolodon中间)脱离。图像信用:Wang等,DOI:10.1038 / S41586-020-03137-Z。

Mammaliforms中的三种类型的中耳:(a)在后期连接的中耳,后期骨骼和马克塞尔的软骨通过后期槽和Meckelian Sulcus附加到下颌骨(晚期三叠纪早期的侏罗纪哺乳动物Morganucodon);(b)在麦克思亚安附属的中耳中,未存在后期槽,后期骨骼通过Meckelian舒尔斯中的Meckel的软骨(在本例中储备)附加到下颌骨上;Meckel的元素弯曲的内心(箭头),将绝缘骨骼远离颞下颌关节(早期白垩纪Eutriconodontan辽炎);(c)在独立的中耳中,未存在后期槽和Meckelian Sulcus,听觉元素与下颌骨分离(侏罗纪哈拉默尼丹中vilevolodon.)。图像信用:王。,DOI:10.1038 / s41586-020-03137-z。

“这种类型的Malleus和Incus代表了用下颚附着和运作的化石之间的进化阶段,并且在研究人员说的是从下颌拆卸的骨筒和专门函数的那些。”

“我们希望发现能够改善对包括人类,包括人类,制定独特的听觉的哺乳动物的理解。”

结果发表在杂志上自然

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j .王。2021.侏罗纪中哈马米丹中的单调听觉仪器。自然590年,279 - 283;doi: 10.1038 / s41586 - 020 - 03137 - z

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