《Nature》:鴨嘴獸型中耳揭示哺乳動物聽覺和中耳演化機(jī)制
作者:熱點(diǎn) 來源:探索 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時間:2025-11-25 01:22:26 評論數(shù):

翔齒獸復(fù)原圖

a,通過下頜后方骨骼與下頜相連的中耳(postdentary-attached middle ear); b, 通過麥?zhǔn)宪浌桥c下頜相連的中耳( Meckelian-attached middle ear); c, 與下頜分離的中耳( detached middle ear)

翔齒獸的頭骨和中耳

哺乳動物砧骨-錘骨關(guān)節(jié)演化關(guān)系圖
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)云南大學(xué)古生物研究院/脊椎動物演化研究院:2021年1月28日,云南大學(xué)和內(nèi)蒙自然博物館等單位合作在《自然》(Nature)在線發(fā)表了題為《A monotreme-like auditory apparatus in a Middle Jurassic haramiyidan》的獸型研究成果。此項(xiàng)研究基于對哺乳動物中耳聽小骨連接關(guān)系的中耳制上海外圍預(yù)約上門(微信181-2989-2716)安全可靠真實(shí)安排見人滿意付款新發(fā)現(xiàn),提出疊覆型砧骨-錘骨關(guān)節(jié)是揭示中耳聽小骨與下頜脫離的關(guān)鍵一步,解決了哺乳動物中耳和聽覺演化研究中存在已久的哺乳難題。《自然》雜志評論該成果:“這是動物哺乳動物演化的經(jīng)典童話”。
中耳包含的聽覺三塊聽小骨——鐙骨、砧骨和錘骨,和中化機(jī)是耳演包括人類在內(nèi)的現(xiàn)生哺乳動物骨骼系統(tǒng)中最小的骨頭,形成了從鼓膜到內(nèi)耳之間傳遞聲波和增強(qiáng)聲波頻率的鴨嘴聽覺鏈。與之相比,獸型爬行動物的中耳制中耳只有一塊鐙骨,而它們下頜中的揭示關(guān)節(jié)骨和頭骨中的方骨形成頜關(guān)節(jié),連接下頜和頭骨,哺乳具有咀嚼和聽覺的動物雙重功能。爬行動物演化為哺乳動物過程中,方骨和關(guān)節(jié)骨逐漸演變成了砧骨和錘骨,才形成了我們哺乳動物現(xiàn)在“三骨鼎立”的敏銳聽覺結(jié)構(gòu)。但是,爬行動物的方骨和關(guān)節(jié)骨究竟是如何與下頜發(fā)生分離,從而演化成精細(xì)復(fù)雜的哺乳動物的聽小骨,則在過去兩百年里一直被認(rèn)為是生物演化研究中的中心難題。
傳統(tǒng)中耳演化模型認(rèn)為哺乳動物祖先的下頜通過麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連,哺乳動物演化過程中腦顱的增大導(dǎo)致中耳位置后移,最終脫離下頜。近期一些研究則提出了“運(yùn)動功能驅(qū)動學(xué)說”,認(rèn)為多瘤齒獸咀嚼時下頜向后運(yùn)動的行為才是導(dǎo)致中耳逐漸與下頜脫離,最終進(jìn)入頭骨的主要原因。但是,通過麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連的上海外圍預(yù)約上門(微信181-2989-2716)安全可靠真實(shí)安排見人滿意付款下頜并不能向后運(yùn)動,并且鴨嘴獸等基干哺乳動物支系在咀嚼時下頜并不向后運(yùn)動,與運(yùn)動功能驅(qū)動學(xué)說相矛盾。
本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了砧骨-錘骨疊覆關(guān)系理論,從而解決了下頜運(yùn)動機(jī)制的難題。此次的研究標(biāo)本來自于河北省青龍縣中晚侏羅世的燕遼生物群(距今約1.6億年),歸屬于雙缽翔齒獸(Vilevolodon diplomylos),具有滑翔的翼膜,是賊獸的一種。標(biāo)本的兩側(cè)非常罕見地原位保存了完整的聽小骨和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu), 其中砧骨僅長約1 毫米。通過對聽骨細(xì)微形態(tài)和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),賊獸類的聽小骨明顯已與下頜分離,沒有麥?zhǔn)宪浌窍噙B,屬于典型的哺乳動物中耳。兩塊聽小骨,砧骨、錘骨與現(xiàn)生鴨嘴獸類一樣,為上下疊覆關(guān)系。正是這種疊覆型的連接方式,允許砧骨、錘骨之間發(fā)生微小運(yùn)動,從而為下頜相對于頭骨的運(yùn)動提供了空間,才最終促成了聽小骨與下頜的完全分離。
這種聽小骨上下疊覆的連接方式,首先出現(xiàn)于中生代哺乳動物各個支系的早期成員,在現(xiàn)生鴨嘴獸(單孔類)、有胎盤類和有袋類的個體發(fā)育早期階段也可見及,是中耳聽小骨從具有咀嚼和聽覺雙重功能過渡到單一聽覺功能的關(guān)鍵一環(huán)。這種疊覆型的連接,在白堊紀(jì)的真三尖齒獸,多瘤齒獸和對齒獸類群中更進(jìn)一步,砧骨相對于錘骨位置后移形成部分疊覆。之后的漫長歲月里,這兩塊小骨與下頜完全分離,并不斷縮小進(jìn)入中耳且專職聽力,成為真正的哺乳動物聽小骨。由此可見,是自然選擇,而不是下頜咀嚼功能決定了中耳的演化。
此項(xiàng)研究綜合了化石和現(xiàn)生生物個體發(fā)育證據(jù),使我們更清楚地理解哺乳動物獨(dú)特聽覺器官的演化過程。哺乳動物中耳的演化蘊(yùn)含了復(fù)雜的細(xì)節(jié)過程,是已有結(jié)構(gòu)(砧骨、錘骨)擴(kuò)展適應(yīng)和再作用的最佳范例。
相關(guān)報(bào)道:1.6億年前化石揭開哺乳動物中耳演化秘密
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新華社昆明1月28日電(記者 岳冉冉):我國古生物學(xué)家通過研究1.6億年前的化石,揭開了哺乳動物聽覺器官的演化之謎,證實(shí)了與恐龍同時代的賊獸已具備哺乳動物中耳結(jié)構(gòu)。該成果于北京時間28日在線發(fā)表在了國際期刊《自然》上。
論文通訊作者、云南大學(xué)古生物研究院教授畢順東介紹,包括人類在內(nèi)的現(xiàn)生哺乳動物的中耳包含三塊聽小骨——鐙骨、砧骨和錘骨。它們是哺乳動物骨骼系統(tǒng)中最小的骨頭,是聽覺鏈上的重要結(jié)構(gòu),也是哺乳動物聽到聲音的關(guān)鍵。
爬行動物的中耳雖只有一塊鐙骨,但它們頭骨中的“方骨”和下頜中的“關(guān)節(jié)骨”形成的頜關(guān)節(jié),具有咀嚼和聽覺的雙重功能。在爬行動物演化為哺乳動物的過程中,“方骨”和“關(guān)節(jié)骨”逐漸演變成了砧骨和錘骨,與鐙骨一起,形成了哺乳動物“三骨鼎立”的聽覺結(jié)構(gòu)。但爬行動物的“方骨”和“關(guān)節(jié)骨”如何演化成聽小骨,一直是生物演化研究難題。
我國古生物學(xué)家通過研究河北省出土的距今約1.6億年的一件“雙缽翔齒獸”化石,揭開了這一奧秘。
“雙缽翔齒獸是一種賊獸類動物,與恐龍生活在同一時代,很像今天的松鼠,它不僅有大尾巴,還有可以滑翔的雙翼。”論文第一作者、內(nèi)蒙古自然博物館館長王軍有說,這一標(biāo)本的兩側(cè)非常罕見地保存了完整的聽小骨和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),其中,砧骨僅長約1毫米。
古生物學(xué)家在對這些細(xì)微結(jié)構(gòu)研究后發(fā)現(xiàn),雙缽翔齒獸的聽小骨已明顯與下頜分離,屬于典型的哺乳動物中耳。其中,砧骨、錘骨這兩塊聽小骨,與現(xiàn)生鴨嘴獸類一樣,是上下疊覆的關(guān)系。
“正是這種上下疊覆型的連接方式,允許砧骨、錘骨間能發(fā)生微小運(yùn)動,從而為哺乳動物下頜的運(yùn)動提供了空間。”畢順東解釋說,之后的漫長歲月里,這兩塊聽小骨與下頜完全分離,并不斷縮小,進(jìn)入到中耳,專職聽力,真正演化為哺乳動物的聽小骨。
“聽小骨終于從具有咀嚼和聽覺雙重功能,過渡到單一聽覺功能。而強(qiáng)大的聽力,也為哺乳動物躲避天敵提供了預(yù)警保護(hù)。可以說,哺乳動物中耳的演化,完全是自然選擇的結(jié)果。”畢順東說。
《自然》雜志評論該成果:“這是哺乳動物演化的經(jīng)典童話。”
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(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新華網(wǎng)呼和浩特1月28日電(徐紅梅):內(nèi)蒙古自然博物館消息,云南大學(xué)、內(nèi)蒙古自然博物館等單位研究人員通過研究距今約1.6億年的翔齒獸化石,分析出了哺乳動物如何進(jìn)化出靈敏聽力的過程。
這一研究成果于1月28日在《自然》雜志發(fā)表,引起世界各國相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家關(guān)注。此項(xiàng)研究綜合化石和現(xiàn)生生物個體發(fā)育證據(jù),清晰表達(dá)了哺乳動物獨(dú)特聽覺器官的演化過程。哺乳動物耳的演化蘊(yùn)含復(fù)雜的細(xì)節(jié)過程,是砧骨、錘骨已有結(jié)構(gòu)擴(kuò)展適應(yīng)和再作用的最佳范例,對古生物、現(xiàn)生動物、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有啟示意義。
據(jù)了解,此次研究標(biāo)本來自河北省青龍縣中晚侏羅世的燕遼生物群,館藏于內(nèi)蒙古自然博物館,歸屬于雙缽翔齒獸,具有滑翔的翼膜,是賊獸的一種。
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哺乳動物的中耳有3塊聽小骨,即鐙骨、砧骨和錘骨。聽小骨是現(xiàn)生哺乳動物骨骼系統(tǒng)中最小的骨頭,形成了從鼓膜到內(nèi)耳之間傳遞聲波和增強(qiáng)聲波頻率的聽覺鏈。與哺乳動物不同,爬行動物的中耳只有一塊鐙骨,而它們下頜中的關(guān)節(jié)骨和頭骨中的方骨形成頜關(guān)節(jié),連接下頜和頭骨,具有咀嚼和聽覺的雙重功能。
爬行動物演化為哺乳動物過程中,方骨和關(guān)節(jié)骨逐漸演變成了砧骨和錘骨,才形成了我們哺乳動物現(xiàn)在“三骨鼎立”的敏銳聽覺結(jié)構(gòu)。但是,“爬行動物的方骨和關(guān)節(jié)骨究竟是如何與下頜發(fā)生分離,從而演化成精細(xì)復(fù)雜的哺乳動物的聽小骨,則在過去兩百年里一直被認(rèn)為是生物演化研究中的中心難題。”云南大學(xué)古生物研究院教授畢順東說。
傳統(tǒng)中耳演化模型認(rèn)為哺乳動物祖先的下頜通過麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連,哺乳動物演化過程中腦顱的增大導(dǎo)致中耳位置后移,最終脫離下頜。近期一些研究則提出了“運(yùn)動功能驅(qū)動學(xué)說”,認(rèn)為多瘤齒獸咀嚼時下頜向后運(yùn)動的行為才是導(dǎo)致中耳逐漸與下頜脫離,最終進(jìn)入頭骨的主要原因。但是,通過麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連的下頜并不能向后運(yùn)動,并且鴨嘴獸等基干哺乳動物支系在咀嚼時下頜并不向后運(yùn)動,與運(yùn)動功能驅(qū)動學(xué)說相矛盾。
此次研究的標(biāo)本來自河北省青龍縣距今約1.6億年的中晚侏羅世的燕遼生物群,歸屬于雙缽翔齒獸,具有滑翔的翼膜,是賊獸的一種。標(biāo)本的兩側(cè)非常罕見地原位保存了完整的聽小骨和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu), 其中砧骨僅長約1毫米。
通過對聽骨細(xì)微形態(tài)和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),賊獸類的聽小骨明顯已與下頜分離,沒有麥?zhǔn)宪浌窍噙B,屬于典型的哺乳動物中耳。兩塊聽小骨,砧骨、錘骨與現(xiàn)生鴨嘴獸類一樣,為上下疊覆關(guān)系。正是這種疊覆型的連接方式,允許砧骨、錘骨之間發(fā)生微小運(yùn)動,從而為下頜相對于頭骨的運(yùn)動提供了空間,才最終促成了聽小骨與下頜的完全分離。
“我們研究發(fā)現(xiàn)了砧骨—錘骨疊覆關(guān)系理論,從而解決了下頜運(yùn)動機(jī)制的難題。”畢順東說,使我們更清楚地理解哺乳動物獨(dú)特聽覺器官的演化過程。哺乳動物中耳的演化蘊(yùn)含了復(fù)雜的細(xì)節(jié)過程,是砧骨和錘骨擴(kuò)展適應(yīng)和再作用的最佳范例。
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“哺乳動物中耳的演化蘊(yùn)含了復(fù)雜的細(xì)節(jié)過程,是已有結(jié)構(gòu)(砧骨、錘骨)擴(kuò)展適應(yīng)和再作用的最佳范例。”論文通訊作者之一、云南大學(xué)教授畢順東告訴《中國科學(xué)報(bào)》,“該研究有助于理解哺乳動物獨(dú)特聽覺器官的演化過程。”
此次的研究標(biāo)本來自河北省青龍縣中晚侏羅世的燕遼生物群(距今約1.6億年),屬于雙缽翔齒獸,是賊獸的一種。“標(biāo)本的兩側(cè)原位保存了完整的聽小骨和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),其中砧骨僅長約1毫米,非常罕見。”論文第一作者、內(nèi)蒙古自然博物館館長王軍有說。
中耳包含的3塊聽小骨——鐙骨、砧骨和錘骨,是包括人類在內(nèi)的現(xiàn)生哺乳動物骨骼系統(tǒng)中最小的骨頭,形成了從鼓膜到內(nèi)耳之間傳遞聲波和增強(qiáng)聲波頻率的聽覺鏈。與之相比,爬行動物的中耳只有1塊鐙骨,而它們下頜中的關(guān)節(jié)骨和頭骨中的方骨形成的頜關(guān)節(jié),具有咀嚼和聽覺的雙重功能。爬行動物演化為哺乳動物過程中,方骨和關(guān)節(jié)骨逐漸演變成了砧骨和錘骨,形成了哺乳動物現(xiàn)在“三骨鼎立”的聽覺結(jié)構(gòu)。但是,爬行動物的方骨和關(guān)節(jié)骨如何與下頜發(fā)生分離演化成聽小骨,在過去200年里一直被認(rèn)為是生物演化研究的難題。
傳統(tǒng)中耳演化模型認(rèn)為哺乳動物祖先的下頜通過麥?zhǔn)宪浌呛完P(guān)節(jié)骨與頭骨相連,哺乳動物演化過程中腦顱的增大導(dǎo)致中耳位置后移,最終脫離下頜。近期一些研究則提出了運(yùn)動功能驅(qū)動學(xué)說,認(rèn)為多瘤齒獸咀嚼時下頜向后運(yùn)動行為才是導(dǎo)致中耳逐漸與下頜脫離、最終進(jìn)入頭骨的主要原因。
畢順東等人研究發(fā)現(xiàn),賊獸類的聽小骨明顯已與下頜分離,沒有麥?zhǔn)宪浌窍噙B,屬于典型的哺乳動物中耳。其砧骨、錘骨與現(xiàn)生鴨嘴獸類一樣,為上下疊覆關(guān)系。正是這種疊覆型的連接方式,允許砧骨、錘骨之間發(fā)生微小運(yùn)動,從而為下頜相對于頭骨的運(yùn)動提供了空間,才最終促成了聽小骨與下頜的完全分離。
研究人員表示,這種聽小骨上下疊覆的連接方式,首先出現(xiàn)于中生代哺乳動物各個支系的早期成員,在現(xiàn)生鴨嘴獸(單孔類)、有胎盤類和有袋類的個體發(fā)育早期階段也可見,是聽小骨從咀嚼和聽覺雙重功能過渡到單一聽覺功能的關(guān)鍵一環(huán)。
而且,這種疊覆型連接,在白堊紀(jì)的真三尖齒獸、多瘤齒獸和對齒獸類群中更進(jìn)一步,砧骨相對于錘骨位置后移形成部分疊覆。之后的漫長歲月里,這兩塊聽小骨與下頜完全分離,并不斷縮小進(jìn)入中耳且專職聽力,強(qiáng)大的聽力也為哺乳動物躲避天敵提供了預(yù)警保護(hù)。由此可見,是自然選擇,而不是下頜咀嚼功能決定了中耳的演化。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-03137-z
