点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

正在阅读:1.24亿年前的一次“分手”,让哺乳动物吃得更香
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

1.24亿年前的一次“分手”,让哺乳动物吃得更香

来源:科技日报2019-12-12 09:45

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  李氏源掠兽模式CT-重建毛方园供图

  记者 陆成宽

  这是一个哺乳动物进化出灵敏听觉和高效咀嚼的故事。

  近日,《科学》杂志在线发表了一项关于1.24亿年前基干兽类李氏源掠兽的听觉和咀嚼器官演化的研究成果。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等单位的研究人员发现,曾经一体化的听觉和咀嚼器官,为了适应自然选择,提高听觉和咀嚼的效率,两个模块逐渐分离。新发现的李氏源掠兽化石完好地展现了两个模块在基干兽类中演化分离节点的表型特征;分离的听觉和咀嚼器官,使得哺乳动物的听觉更加灵敏、咀嚼更加高效。

  大量研究表明听骨和齿后骨具有同源关系

  模块演化是演化生物学和发育生物学相结合的一个概念。生物体可在不同层次上分解为小的形态、发育或功能单元;它们在发育和基因调控上相对独立,在演化中可具不同变异速率,并且能够在不影响其他模块形态功能的情况下,独立地接受自然选择的作用。比如,脊椎动物的前肢就是一个同源模块演化的例子,可以进化成翅膀、鳍或人类的手,但并不影响其他部分,如后肢的形态及功能。

  哺乳动物下颌和听骨是一个特别的模块演化例子。它的独特性在于,该演化兼具同源模块的多样化和功能特异化等特性,且从一个复合形态功能一体化的复杂结构,逐步演化成两个形态和功能完全独立的器官模块。

  事实上,形态解剖学、发育生物学、遗传学的大量研究已经表明,哺乳动物的听骨和爬行动物的齿骨后骨具有同源关系。近年来的研究,更进一步表明,这些骨骼在各个类群的早期发育过程中,受到相同基因机制的调控;这些机制,甚至可以追溯到鱼类下颌的发育。

  为中耳演化过渡模式提供证据

  研究人员基于早白垩热河生物群(陆家屯层)中三维立体保存的六件标本,利用显微断层扫描(CT)和三维立体重建等方法,建立了一个对齿兽的新属种:李氏源掠兽。“取这个名字,是为了纪念文章的作者之一,于今年10月逝世的中国早期哺乳动物研究奠基人之一李传夔研究员。”论文第一作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士毛方园说道。

  研究表明,李氏源掠兽在咬合咀嚼过程中,下颌除了开合运动,也具有横向移动和沿长轴方向的转动。这种下颌咀嚼时的多向运动过程,很可能是导致兽类中耳听骨与齿骨、麦氏软骨脱离的选择压力之一。

  近20年中国辽西地区发现的中生代哺乳动物中,爬兽等的骨化麦氏软骨、辽尖齿兽等的听骨,提供了从下颌中耳到典型哺乳动物中耳之间演化过渡模式的证据。

  然而,在过渡型中耳中,听骨虽然脱离了齿骨,但仍与骨化的麦氏软骨紧密绞合,后者与齿骨相连;因此,听觉和咀嚼的功能尚未完全分开,相互还有影响。

  首次展示听觉与咀嚼模块分离的关键节点

  “但是,李氏源掠兽的多件标本首次展示一个关键特征,即听骨与麦氏软骨之间无骨质连接,这意味着听觉与咀嚼器官完全分离,代表了哺乳动物演化中听觉与咀嚼模块分离的关键节点。”毛方园说,这一发现弥合了过渡型中耳和典型哺乳动物中耳在演化过程中表型特征的空缺,在系统发育和特征演化上,代表了基干兽类中更为进步的一个演化阶段。

  从形态功能上看,分离的听觉和咀嚼模块,消除了两者之间互相干扰的物理制约因素,增加了两个模块演化和多向适应的可能性;听觉器官具备了向高灵敏度高频听力发展的潜力,咀嚼器官也获得了牙齿和咬合方式多样性演化以摄取不同食物的可能性。

  毛方园表示,现生哺乳动物大约有6500种,其中仅有5种是产卵的单孔类,比如鸭嘴兽,分布于澳洲;其它哺乳动物属于兽类,包括有袋类379种,比如澳洲袋鼠,以及6111种有胎盘类哺乳动物,包括我们人类。因此,哺乳动物的多样性,基本上就是在说兽类。兽类今天在地球生态系统中的成功,和它们祖先的各种演化实验分不开。而听觉和咀嚼模块的分离,应该是基干兽类演化成功部分的一个例子。

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “世界屋脊”上的特色春运

  • 第三届冬季青年奥林匹克运动会闭幕

独家策划

推荐阅读
据悉,去年国内地震正式速报平均用时572秒,比2018年减少88秒;自动速报平均用时111秒,比2018年减少22秒;自动速报震级平均偏差0.21级,相比2018年精度提高22%。
2020-01-23 09:23
目前,关于下地幔的异常主要由地震波速表征,因此,开展俯冲洋壳在下地幔温度和压强条件下的波速特征研究具有关键意义。俯冲洋壳可以很好地解释下地幔下部的高速异常体和在整个下地幔发现的散射体。
2020-01-23 09:22
买买买,看似一个简单的行为,殊不知,在决定买这个而不是那个的过程中,大脑神经活动可能比预想得更加复杂。此前,有研究指出,“大脑前额叶皮层的神经元负责编码选择项的估值”,也就是说,人们在选择购买某物时,大脑的前额叶皮层发挥了至关重要的作用。
2020-01-23 09:22
在地球历史中,曾经发生过重大的生态系统和环境的突变,导致了多次生物大灭绝事件。利用古生物数据库重建地质历史全球生物多样性模式,揭示地球生命的演化历史,以及与环境变化之间的关系,可以为了解当前的地球生物多样性危机提供重要启示。
2020-01-23 09:20
除草剂目前在农业生产中广泛应用,但常会“误伤”农作物。近期,中科院合肥物质科学研究院吴正岩研究员课题组研制出一种防护剂,如同“植物护甲”,可通过红外线和紫外线照射切换功能,让植物“智能”地选择吸收肥料但“避开”除草剂。
2020-01-23 09:19
“在藏北的伦坡拉盆地,我们又发现了一种鲶,还没命名,正在研究。”近日,在中科院物理所咖啡馆举办的第46期科学沙龙,中科院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛介绍。他以“演化千万载,生命逐山高”为题,讲述了青藏高原和生物共同演化的故事。
2020-01-23 09:16
病理性心肌肥大常见于高血压,心肌病等,发病机制尚不明确,是心血管疾病尤其是心力衰竭的关键病理环节。据曾春雨介绍,这项研究提示人为增强或抑制心肌肥大相关长链非编码RNA表达或可成为心力衰竭的关键治疗手段。
2020-01-23 09:14
“对于新型冠状病毒感染的肺炎病例目前没有特效药物。”22日,在北京市卫生健康委员会召开的防范新型冠状病毒感染的肺炎科普宣教媒体沟通会上,北京中医医院呼吸科主任、主任医师王玉光介绍。
2020-01-23 09:13
22日,记者从教育部了解到,教育部于日前发出通知,要求教育系统做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作。通知指出,各地和学校要摸清寒假期间在校学习生活的学生情况,通过多种形式开展宣传教育,做好留校学生防控工作。
2020-01-23 09:12
据英国《自然·通讯》杂志21日发表的一项环境学报告,德国科学家开展的一项分析研究显示,与人类活动造成的土壤铅污染相比,来自钙钛矿太阳能电池的铅进入部分植物体内的效率是前者的10倍。
2020-01-23 09:11
1月17日,中国农历庚子年新春佳节即将到来之际,在北京人民大会堂举行了在华工作外国专家代表新春座谈会,共庆新春佳节。戴伟刚对中国高教的学生资助体系尤为认同,他说,中国的教育补贴和助学贷款系统非常完善,这让中国青年人对国家产生了强大的向心力。
2020-01-23 09:10
据美国《新闻周刊》网站近日报道,欧洲空间局(ESA)建造了一种原型设施,旨在利用月壤模拟物制造氧气。为利用月壤制造氧气,ESA在位于荷兰的欧洲太空研究与技术中心(ESTEC)建造了氧气生产设施。
2020-01-23 09:08
继2016年在比邻星附近发现比邻星b之后,天文学家最新研究发现,这颗恒星附近可能还存在另一颗行星——比邻星c。相关研究日前发表在《科学进展》杂志上。
2020-01-23 09:07
有人60多岁时心脏依然强健,但肾脏却已开始衰竭;有人可能拥有30岁人的肾脏,却经常罹患传染病。为什么人与人之间衰老过程迥然不同?美国趣味科学网站在近日的报道中称,新研究发现人类存在四种不同的“衰老模式”:免疫、肾脏、肝脏和代谢。
2020-01-23 09:06
据美国《新闻周刊》网站近日报道,美国科学家研制出一种微型设备,能以每分钟3000亿转的惊人速度旋转,刷新了旋转速度最快物体新纪录。
2020-01-23 09:05
美国研究人员近日在《自然·癌症》杂志上发表研究报告称,他们系统地分析了数千种现有药物,发现近50种非肿瘤药物可以杀死癌细胞。研究人员表示,这些新发现不仅有助于推动将现有药物用于癌症治疗,还有助于加速新癌症药物的研发。
2020-01-23 09:04

近日,中国医学科学院发布二〇一九年度中国医学三十九项重大进展,涉及临床医学等六大领域,这些医学重大进展,件件与你我相关。

2020-01-22 16:18
记者从中国卫星海上测控部获悉,1月20日,该部所属的2艘测量船远望3号、远望7号在圆满完成3次海上测控任务后,顺利停靠码头。
2020-01-22 16:17
近日据报道,德国能源巨头意昂集团最近发布的一份研究报告显示,5G网络将大幅增加数据中心的耗电量,由此产生的废热可用于市政供暖。
2020-01-22 09:34
南开大学生命科学学院、药物化学生物学国家重点实验室教授刘林团队通过完全化学小分子的方法,成功将卵巢颗粒细胞重编程为具有生殖系转移能力的诱导性多能干细胞,进而分化为卵子,并通过正常受精获得健康小鼠。
2020-01-22 09:30
加载更多