熱河俊獸正型標(biāo)本（右下角）與一件北票鱘標(biāo)本保存于同一個(gè)巖板 王海冰/供圖
熱河俊獸生態(tài)復(fù)原圖 許勇/供圖
很少有人會(huì)注意到自己的中耳——除非它發(fā)了炎。但就是這個(gè)藏在耳朵里的“小家伙”，不管是對(duì)于人，還是對(duì)于其他哺乳動(dòng)物的聽(tīng)力都至關(guān)重要。也因此它的演化機(jī)制，成為古生物學(xué)家過(guò)去多年一大研究熱點(diǎn)。
如今，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所助理研究員王海冰、研究員王元青和美國(guó)自然歷史博物館研究員孟津合作，提出了一種新的哺乳動(dòng)物中耳演化模式：特殊的頜關(guān)節(jié)及其取食方式，或能加速中耳的演化，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“吃在一定程度上能夠促進(jìn)聽(tīng)力”。
這一切，還要從一件“標(biāo)本體長(zhǎng)約15厘米”的化石說(shuō)起。
這件化石發(fā)現(xiàn)于遼寧凌源敞子溝下白堊統(tǒng)九佛堂組，與一件北票鱘化石保存在同一個(gè)巖板上，距今約1.2億年。
王海冰是該研究團(tuán)隊(duì)中最年輕的科研人員，也是成果論文的第一作者，據(jù)他介紹，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間室內(nèi)精心修理，數(shù)據(jù)處理和對(duì)比研究，研究團(tuán)隊(duì)確定該化石代表了多瘤齒獸類(lèi)始俊獸科的新物種，將其命名為“蓋氏熱河俊獸”——這也是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自九佛堂組的多瘤齒獸類(lèi)化石。
“這件標(biāo)本最有意思的部分，就是它的頭骨保存了非常完整的中耳結(jié)構(gòu)。”王海冰說(shuō)。
哺乳動(dòng)物的中耳演化被認(rèn)為是生物重演律的經(jīng)典案例，因此科學(xué)家對(duì)它的出現(xiàn)“十分敏感”。王海冰說(shuō)，哺乳動(dòng)物中耳經(jīng)歷了從下頜中耳，過(guò)渡型中耳，到典型哺乳動(dòng)物中耳的3個(gè)演化階段。然而，不同中耳演化階段在各哺乳動(dòng)物支系中發(fā)生的時(shí)間和機(jī)制，卻始終是研究的難點(diǎn)。
在此之前，“腦顱膨脹”和“負(fù)向異速生長(zhǎng)”，是哺乳動(dòng)物中耳的演化機(jī)制兩種比較常見(jiàn)的假說(shuō)，前者認(rèn)為，哺乳動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中腦顱的增大，導(dǎo)致中耳位置后移，最終脫離下頜；后者則強(qiáng)調(diào)，在胚胎發(fā)育早期，中耳骨骼形態(tài)相對(duì)于下頜較大，中耳骨化的時(shí)間更早，因此在胚胎發(fā)育后期，隨著頭骨、下頜的增大，中耳骨骼最終脫離下頜。
不過(guò)，隨著化石研究和現(xiàn)生動(dòng)物胚胎發(fā)育學(xué)的進(jìn)展，這兩種假說(shuō)獲得的支持，都在不斷減弱。
直到如今這件“蓋氏”化石的出現(xiàn)，科學(xué)家才看到新的曙光。
“蓋氏熱河俊獸的正型標(biāo)本，保存了完整的中耳結(jié)構(gòu)，為研究早期哺乳動(dòng)物耳區(qū)演化提供了直接證據(jù)。”王海冰說(shuō)。
具體來(lái)看，這項(xiàng)工作揭示了多瘤齒獸類(lèi)中耳各個(gè)骨塊的完整形態(tài)，以及相互間的接觸關(guān)系，對(duì)探討哺乳動(dòng)物的齒骨后骨，從下頜中耳到典型哺乳動(dòng)物中耳這一演化事件補(bǔ)充了“極具分量的拼圖”。
基于這項(xiàng)研究，包括王海冰在內(nèi)的研究人員，對(duì)于上隅骨在哺乳動(dòng)物中的演化有了更清晰的認(rèn)識(shí)。此次研究首次揭示了上隅骨在早期哺乳動(dòng)物中，從一塊獨(dú)立的骨骼，變?yōu)橹饾u與錘骨體愈合的狀態(tài)，成為錘骨的后外側(cè)部分。
與此同時(shí)，研究人員還通過(guò)形態(tài)學(xué)證據(jù)和系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果，提出了早期哺乳動(dòng)物中耳演化的一個(gè)新模式——
在中生代哺乳動(dòng)物中，異獸類(lèi)至少在大約1.6億年前的中/晚侏羅世，就已經(jīng)演化出典型哺乳動(dòng)物中耳；而在同一時(shí)期，甚至更晚的早白堊世，其他已知的所有哺乳動(dòng)物類(lèi)群，都還保留了過(guò)渡型中耳。
異獸類(lèi)，為何能夠成為造物者的寵兒，早早地就“演化升級(jí)”呢？
王海冰尋找到的解釋是：蓋氏熱河俊獸屬于異獸類(lèi)，在異獸類(lèi)中，頭骨和下頜關(guān)節(jié)是比較開(kāi)放的模式，這種結(jié)構(gòu)允許其下頜有較大的前后向的活動(dòng)幅度，致使其取食方式非常獨(dú)特，很有可能對(duì)中耳演化提供了非常強(qiáng)大的選擇壓力，導(dǎo)致異獸類(lèi)中耳演化加速。
“這也理解為是‘吃促進(jìn)了聽(tīng)力’。”王海冰說(shuō)。
當(dāng)然，異獸類(lèi)也存在一個(gè)過(guò)渡型中耳的演化階段，但按照王海冰的說(shuō)法，這一階段在異獸類(lèi)中持續(xù)的時(shí)間，要比其他所有哺乳動(dòng)物類(lèi)群短，這很可能也是因?yàn)槠洫?dú)特的下頜關(guān)節(jié)和取食方式，讓它們?cè)谥辽?.6億年前就獲得了典型哺乳動(dòng)物中耳的形態(tài)，早于其他所有的哺乳動(dòng)物類(lèi)群。
這一成果已于近日在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線(xiàn)發(fā)表。其中記錄著王元青、王海冰團(tuán)隊(duì)基于系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果，對(duì)哺乳動(dòng)物中耳演化機(jī)制的具體論述，而這，從論文發(fā)表之日起，也將成為一個(gè)新的假說(shuō)。（中國(guó)青年報(bào)·中國(guó)青年網(wǎng)記者 邱晨輝）
