近日,中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所李茜研究員團隊在國際古生物學(xué)期刊《瑞士古生物學(xué)雜志》(Swiss Journal of Palaeontology)發(fā)表研究成果。該團隊首次聚焦梳趾鼠類顱內(nèi)結(jié)構(gòu),通過高精度CT掃描與三維重建技術(shù),系統(tǒng)解析了這類古老嚙齒動物從始新世初期至今的顱內(nèi)演化歷程,為揭示生物演化與全球環(huán)境變化的關(guān)聯(lián)性提供了全新視角。
梳趾鼠類作為地球上已知最古老的嚙齒類動物之一,也是亞洲古近紀最常見的嚙齒類動物,其演化歷程與適應(yīng)機制一直是學(xué)界關(guān)注的焦點。該類群化石記錄可追溯至早始新世初期,在始新世迅速多樣化并廣泛分布于東亞、中亞地區(qū),漸新世后逐步擴散至非洲并延續(xù)至今。長期以來,學(xué)界對梳趾鼠類的研究多集中于外部形態(tài),其顱內(nèi)結(jié)構(gòu)特征及演化規(guī)律一直是研究空白。
為填補這一空白,研究團隊選取始新世明鎮(zhèn)外鼠(Exmus mini)、漸新世烏蘭塔塔爾丘齒鼠(Bounomys ulantatalensis)以及現(xiàn)生梳趾鼠類的多件樣本,運用高精度CT掃描技術(shù),首次完成了化石與現(xiàn)生梳趾鼠類顱內(nèi)模的三維重建,系統(tǒng)開展顱內(nèi)結(jié)構(gòu)、神經(jīng)和血管系統(tǒng)的形態(tài)描述與定量化分析。?

?化石與現(xiàn)生梳趾鼠類樣本中半透明頭骨的顱內(nèi)模重建(比例尺為5mm)
研究發(fā)現(xiàn),從始新世初期至今,梳趾鼠類顱內(nèi)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出清晰的演化趨勢:嗅球相對尺寸逐步縮小、新皮質(zhì)化程度持續(xù)增強、大腦半球顳葉側(cè)向擴張、小腦巖小葉相對尺寸減小,整體腦化程度提升。其中,最為明顯的變化發(fā)生在始新世至漸新世的階段,這一時期梳趾鼠類頭骨外部形態(tài)、牙齒結(jié)構(gòu)也同樣出現(xiàn)明顯改變??蒲腥藛T分析認為,始新世至漸新世的全球降溫事件引發(fā)了顯著的環(huán)境變化,梳趾鼠類在這一時期發(fā)生的顱內(nèi)結(jié)構(gòu)與頭骨形態(tài)改變,本質(zhì)上是對環(huán)境變化的適應(yīng)性響應(yīng),標志著其生態(tài)類型的重要轉(zhuǎn)變。

不同梳趾鼠類顱內(nèi)模形態(tài)與神經(jīng)、血管結(jié)構(gòu)(比例尺為5mm)
基于顱內(nèi)結(jié)構(gòu)的演化特征,研究團隊進一步推斷了梳趾鼠類感官能力的變化軌跡:大腦顳葉的持續(xù)擴張,很可能推動其聽覺能力不斷增強;始新世至漸新世期間,嗅球與小腦巖小葉相對尺寸的明顯縮小,指示其嗅覺靈敏度呈下降趨勢,眼球運動控制及平滑追視能力有所減弱;漸新世之后,這些感官功能則趨于穩(wěn)定。
古脊椎所與云南大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生李琪為第一作者,李茜研究員為通訊作者。本研究得到中國國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和云南省興滇英才支持計劃的聯(lián)合資助。