2.25 亿年前的下颌关节化石改变了进化的时间线

哺乳动物的定义取决于我们每天吃什么和吃什么。因此，颌骨对于我们的解剖学和生物学来说非常重要，这也就不足为奇了。现在，一个 2.25 亿年前的颌骨关节化石似乎代表了一种关节类型的最古老例子，这种关节帮助哺乳动物形成了现在的样子。这种骨骼结构表明，类似的结构可能在早期哺乳动物物种中进化出来，而这些物种并没有密切相关。这种颌骨的进化时间也可能比古生物学家之前认为的早了大约 1700 万年。9 月 25 日发表在《自然》杂志上的一项研究描述了这些令人震惊的细节。

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我们吃什么就是什么

除了是长有体毛的脊椎动物并为幼崽提供乳汁之外，铰链状的颌关节也是哺乳动物的主要特征之一。在其他脊椎动物中，现代哺乳动物还因其控制颌骨进行更精确咀嚼的能力而出类拔萃。这使得早期哺乳动物颌骨的化石成为了解这种独特颌骨结构在进化过程中如何出现的重要线索。

“哺乳动物的定义取决于哺乳动物进食的器官——颌骨和牙齿，”这项研究的共同作者、芝加哥大学古生物学家罗哲希告诉《大众科学》 。“哺乳动物颌骨铰链的独特之处在于，带有牙齿的齿骨直接与颌骨铰链相连，因此哺乳动物比其他有颌骨的脊椎动物能承受更大的咀嚼和咬合力。”

现代哺乳动物是从一群名为犬齿兽的大型动物进化而来的。犬齿兽的早期形态的颌关节由两块完全不同的骨头组成——头骨的方骨和下颌的关节以及头骨的方骨。古生物学家以前认为，所有哺乳动物姊妹群及其许多颌骨特征都与哺乳动物相似，但颌骨化石尚未使用微型计算机断层扫描 (CT) 重新检查。

认识巴西洛顿和里奥格兰迪亚

在新的研究中，研究小组使用了在今天的巴西发现的一些大约 2.25 亿年前的化石。

“这些令人惊叹的化石遗址可以追溯到三叠纪，当时重要的动物群如哺乳动物、恐龙、鳄鱼、海龟、蜥蜴等首次进化，因此它们对于了解这些动物群的起源以及现代生态系统的总体情况非常重要，”研究报告的合著者、布里斯托尔大学的古生物学家詹姆斯·罗森告诉《大众科学》 。“化石的质量也令人难以置信，许多都保存完好，而且还是 3D 的！”

这些标本属于两种已灭绝的犬齿兽物种—— Brasilodon quadrangularis和Riograndia guaibensis 。这两种物种都很小，大约 6 到 11 英寸长。它们可能花大量时间在洞穴中躲避捕食者，类似于现存的小型哺乳动物。 Brasilodon 的牙齿表明它很可能以昆虫和其他小动物为食。 Riograndia有更多类似啮齿动物的门牙和叶状后犬齿，这表明它会吃更多的植物材料。

“巴西齿兽和里奥格兰德齿兽之所以引人注目，是因为它们与哺乳纲动物关系密切，而哺乳纲动物包括现代哺乳动物及其祖先，”罗森说。“因此，它们的生活方式和解剖结构为我们提供了宝贵的线索，让我们了解哺乳动物如何进化出它们最显著的特征。

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研究团队使用 CT 扫描重建了这两种动物的颌关节解剖结构。尽管巴西齿龙与现存哺乳动物的关系更为密切，但里奥格兰迪亚的颌关节看起来更类似于现代哺乳动物。里奥格兰迪亚的这种颌关节称为齿骨-鳞骨接触，很可能是完全独立进化的，进化时间早了大约 1700 万年。

这一特征进化得更早，而且进化了不止一次，揭示了哺乳动物下颌进化的更为复杂的图景。

“人类是哺乳动物。我们通过咀嚼和咬合来进食，”Zhe-Xi 说。“我们的生命依赖于进食功能，而进食功能需要颌骨铰链。回顾我们的历史难道不有趣吗：我们的颌骨铰链使我们成为脊椎动物中独一无二的哺乳动物，它实际上始于大约 2.25 亿年前，当时哺乳动物及其亲属还​​生活在恐龙的黑暗时代。”