新化石有助於追溯哺乳動物生殖性狀的出現時間|Nature自然科研

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《自然》本週在線發表的一篇論文Jurassic stem-mammal perinates and the origin of mammalian reproduction and growth詳細介紹了最新發現的似哺乳類動物的成年及其幼仔的化石。這些發現於美國亞利桑那州的新化石樣本可以追溯到1億8400萬年前,有助於更好地瞭解現代哺乳動物的生殖策略和生長策略是如何演化而來的。

新化石有助于追溯哺乳动物生殖性状的出现时间|Nature自然科研

部分標本的CT掃描顯示位於原始位置的母體椎骨(灰色)與幼仔骨頭(彩色)。

Eva Hoffman

對哺乳動物的定義主要是從其生殖方式確定的。幾乎所有哺乳動物都是通過胎生並用母乳哺育幼仔,而不是通過下蛋的方式。隨著哺乳綱的發展,其呈現出兩種變化趨勢:一是對相對較少的後代進行較高的投資,二是顱骨早期發育為了容納更大腦部而發生的變化。不過,由於哺乳動物及其祖先的幼仔很少會以化石的形式保存下來,新生幼仔或胚胎的化石則更少,因此,發生這些變化的具體時間尚無法確定。

新化石有助于追溯哺乳动物生殖性状的出现时间|Nature自然科研

CT掃描的動物頭骨。從左到右:大蜥蜴幼仔(現代爬行動物),Kayentatherium後代(似哺乳類動物)和27日齡的負鼠(現代哺乳動物),以相同的放大倍數顯示。 到目前為止,Kayentatherium的後代目前是唯一一個在發育早期保存下來的已滅絕哺乳動物近親的幼仔。

Eva Hoffman

美國德克薩斯大學奧斯汀分校的Eva Hoffman和Timothy Rowe在論文中報告了最新發現的一窩侏羅紀早期的卡巖塔獸種(Kayentatherium wellesi)幼年個體與一成年個體(推測為幼仔母親)埋藏在一起,發現地點位於如今的美國亞利桑那州東北部。卡巖塔獸種並不是真正意義上的哺乳動物,而是一種名為“三列齒類”(Tritylodont)的似哺乳類動物。

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大蜥蜴幼仔頭骨(左)和27日齡負鼠頭骨(右)的CT掃描顯示,年輕哺乳動物(如負鼠)的大腦 - 或者說頭骨 - 呈圓形並且相對較大。

Eva Hoffman

此次發現的幼仔一共有38只,是考古學家對哺乳動物幼仔預期數量的兩倍,但與爬行類動物的幼仔預期數量持平。此外,這些幼仔的顱骨形狀與成年個體相似,僅大小不同,說明卡巖塔獸種的生長方式更類似於現代爬行動物,其顱骨並不會像現代哺乳動物那樣隨著發育而逐漸拉長。窩仔數較大與顱骨發育模式一致的聯繫從側面驗證了一個觀點,即認為腦容量變大的演化推動了哺乳動物後來的生殖變化和發育變化

Nature|doi:10.1038/s41586-018-0441-3

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