化石

化石

恐龙时代长刺和毛的哺乳动物化石

人们关于古生物的大部分知识都来源于硬体组织（骨骼、壳体和牙齿）的化石遗迹。近期，一个来自恐龙时代的保存精致的小型哺乳动物化石揭示了各种软组织，包括皮肤、软毛和体刺的信息，甚至包括石化的外耳残留物。该化石发现于西班牙中部地区具有1.25亿年历史的岩层中，并命名为Spinolestes xenarthosus。这种动物活着时大约有24厘米长，体重在50克至70克之间，其大小与比例相当于一只幼年大鼠。Spinolestes属于一种曾广泛分布但如今已灭绝的老鼠般大小或更小的哺乳动物，名为三尖齿兽类，它们因其3颗圆锥状的臼齿而得名。三尖齿兽类的化石在北美洲和亚欧大陆的很多地方都曾被发现，但S. xenarthosus是第一个在西班牙发现的该类化石。这是与恐龙同时代的哺乳动物第一次在化石中保存了某些特征，例如，其毛发的杆具有同现代哺乳动物类似的三层结构。一些皮肤的毛囊生有不止一根毛发，并且在其他情况下，几个不同毛囊会融合进而形成像现代刺猬一般的体刺。这种动物脚骨的整体形状与排列表明它是一种生活在地面上的生物，并且可能通过挖土寻找蛆和其他食物。这一发现将哺乳动物内脏和保存完好的皮毛的最早记录向前推进了6000多万年，同时表明远古皮毛与体刺的形成同今天的哺乳动物没有差别。（Nature 2015，526：380-384）

三趾马化石的新发现

三趾马（Hipparion）广泛分布于北美和旧大陆，它们在欧亚大陆的晚中新世和上新世期间特别繁盛，是地层对比和环境重建的重要生物标志。丰富的三趾马化石标本发现于中国许多的化石地点，主要产自红土堆积中。内蒙古中部的三趾马化石此前也发现于红土堆积，如化德县土城子和四子王旗乌兰花。近期，研究者报道了在内蒙古中部阿巴嘎旗宝格达乌拉的晚中新世地层中发现的契考三趾马（Hipparion tchikoicum）。下颊齿深入的外谷和圆润的双叶指明契考三趾马是欧亚大陆上的原始种类，两种北美的三趾马Hipparion shirleyi和H.tehonense也具有上述特征，它们可能是笨重三趾马的祖先类型。笨重三趾马是主要分布于欧亚大陆北部上新世时期的一个原始类群，发现更多含契考三趾马的化石地点将有助于认识笨重三趾马的动物地理。契考三趾马在内蒙古中部的发现扩大了这个种的分布范围，并且连接起其在山西东南部和蒙古的分布区。新发现表明了笨重三趾马在欧亚大陆的扩散过程：它在最晚中新世最先出现于华北，然后向北扩散到蒙古高原和外贝加尔地区；在上新世向西迁徙，经过哈萨克斯坦和高加索到达欧洲；在外贝加尔一直残存到早更新世。契考三趾马在时代上早于笨重三趾马亚属的另一个种意外三趾马（Hipparion insperatum），前者发现于山西榆社盆地的马会组顶部，而意外三趾马产自高庄组和麻则沟组。根据最新的测年数据，马会组和高庄组的界线年龄570万年，所以契考三趾马的首次出现年龄约为600万年。与宝格达乌拉的玄武岩年龄以及三趾马层之下的小哺乳动物所代表的时代相结合，证实内蒙古中部的契考三趾马的年龄也为距今600万年前。（Historical Biology 2016，28：53-68）

三叠纪生物复苏期的淡水鱼群

从二叠纪到三叠纪的地史转变是地球生命演化进程中的一次重大转折性事件。无论是在中国还是在世界范围来说，人们对于古生代、中生代交替时期海相生态系统中生物灭绝-复苏的了解比较详细，而人们对于伴随这一转折事件的陆相生态系统变化的了解远远不及前者。近年来，研究者对三叠纪劳亚大陆东部的淡水鱼群进行了深入的研究，探讨早期新鳍鱼类的古地理分布形式和演化关系，取得了重要成果。地处甘新蒙交界戈壁荒漠的北山是连接塔里木-华北-西伯利亚板块的纽带，自二叠纪晚期，已连接形成劳亚大陆的一部分，陆相沉积广泛分布。近年来的野外发掘在北山红岩井组发现了大量的化石标本，这里已成为我国目前已知的早三叠世非海相地层中鱼化石数量和种类最为富集的化石点。化石类型除植物外，包括鱼类、两栖动物和少量陆生爬行动物。经统计2149件脊椎动物标本，辐鳍鱼占85%，两栖动物占14%，软骨鱼和陆生爬行动物较少，占1%。辐鳍鱼类型丰富，包括至少五种不同目的属、种。其中，个体数量最多的褶鳞鱼类锥体鱼的生存时代局限于早三叠世，对确定北山含鱼地层的时代具有重要的地层意义。（Journal of Vertebrate Paleontology.DOI:10.1080/02724634.2014.1001 515.）

鹦鹉嘴龙与新角龙之间的过渡角龙

鹦鹉嘴龙类是原始角龙类最奇特的一类，具有很多与其他角龙类相区别的特征，如其吻部高、外鼻孔高且前上颌骨无齿等。虽然近些年在中国侏罗纪和早白垩世的地层中发现了一些过渡类型的原始角龙类，但是鹦鹉嘴龙与其他基干角类仍存在巨大的形态差别，因此其系统发育位置也存在科学争议。有些分析认为鹦鹉嘴龙比朝阳龙类更原始，但另外一些研究则认为鹦鹉嘴龙位于朝阳龙类和新角龙类之间。近期，研究者报道了发现于河南南阳的一种类似于鹦鹉嘴龙的基干新角龙类化石——东氏镶嵌角龙。镶嵌角龙标本发现于河南南阳夏馆组，时代为晚白垩纪，目前保存于浙江自然博物馆。新标本保存有较完整的头骨和头后骨骼，是该地区首次发现的角龙类化石。支序分析显示镶嵌角龙为最原始的新角龙类，介于鹦鹉嘴龙与其他新角龙类之间。镶嵌角龙上有一些以前只有原始角龙才有的特征，如颧骨呈倒立的"T"字型，不像新角龙类近三角形，眶后骨有伸长的颧骨支和眶后骨支。而在新角龙中，眶后骨呈新三角形，这些特征之前只在隐龙、朝阳龙类和鹦鹉嘴龙类这些原始的角龙上才有。更重要的是镶嵌角龙有一些之前认为鹦鹉嘴龙类所独有的特征，如外鼻孔高，鼻骨前突伸长与吻骨相接，最显著的特征是其前上颌骨无齿，这是在基干角龙类中除鹦鹉嘴龙外第一个没有前上颌骨齿的角龙类。支序分析显示角龙类可能先在鹦鹉嘴龙和镶嵌角龙中丢失了前上颌齿，而在后面的新角龙类中又重新演化出前上颌齿，这是在其他恐龙类群中没有出现过的现象。此外，镶嵌角龙还有一些介于鹦鹉嘴龙和新角龙类之间的过渡特征，如外鼻孔较高，但没有像鹦鹉嘴龙那么高。前上颌骨比上颌骨大，但并没有鹦鹉嘴龙那么大。这些过渡性特征强化了辽宁角龙所揭示的角龙类早期演化过程中的镶嵌进化现象，填补了鹦鹉龙类和新角龙类之间的形态差距。（Scientific Reports 2015，5:14190）

寒武纪冠轮动物超门新发现

冠轮动物超门主要包括现生的软体动物、环节动物和腕足动物等10余个动物门类。威瓦亚虫是一类出现在寒武纪早期（5.3—5.15亿年前）的奇特冠轮类生物，因其背部覆盖叶片状的骨片、外形诡异，一直被认为是寒武纪大爆发生物的明星代表。其化石最早发现于加拿大布尔吉斯页岩化石库，近两年在中国华南多地发现。但因缺乏背部骨片与身体组织如何相互连接的关键化石证据，其生物属性一直存有争议。近期，研究者在澄江化石库发现的5.25亿年前的化石标本代表一个新种，形态上处于未成年幼虫阶段，因其骨片簇状聚集呈蝴蝶形，而命名为凤蝶威瓦亚虫（Wiwaxia papilio）。化石分析表明，凤蝶威瓦亚虫身体背部的骨片主要可分为9排、2列，每排呈蝴蝶形簇状对称排列在身体两侧，其骨片显示了清楚的分节性特征以及明显的同律性的特点（即环节动物门的关键特征）。这与早期恢复的外缘型排列的骨片明显不同。令人惊奇的是，这些幼体标本同时还特异保存了软体动物齿舌状的口器。综合系统分析认为，5.3亿年前的威瓦亚虫属于软体动物门和环节动物门的基干类群，支持了软体动物门和环节动物门的单系起源假说，揭示了这两个无脊椎动物门的共祖特征，对理解后生动物门类，尤其是冠轮超门的系统演化有重要科学意义。（Scientific Reports 2015，5:14810.）

最早的中华乳齿象头骨

中华乳齿象是东亚和东南亚地区一种独特的长鼻类化石，上新世和早更新世时期在该地区广泛分布，之前最早发现于中国山西的榆社盆地。然而，由于缺乏更早的化石记录，国际上主流学术观点一直认为，中华乳齿象是由美洲的居维叶象亚科的某一成员进化而来，在上新世时进入东亚，到达中国北方。上世纪六十年代，昭通就发现早期剑齿象——昭通剑齿象新种，半个多世纪以来，出土了大量的剑齿象、脊棱齿象、中华乳齿象、嵌齿象等大量不同种的象化石出土，包括多次发现的保存精美的骨架。此次在昭通水塘坝新发现的中华乳齿象的头骨，把中华乳齿象的化石记录又向前推进了约一百万年，并且把中华乳齿象最早的的起源地推向了中国云南含古猿的晚中新世地层分布区。中华乳齿象在早期牙齿型态上有一些脊型化的倾向，从而容易与同时存在的轭齿象类混淆，造成中华乳齿象的祖先类型长期难以被识别。在最晚中新世，由于青藏高原的持续隆升，造成东亚夏季风的增强，使中国北方在最晚中新世和上新世气候变得比先前更加湿润，这就促使中华乳齿象和剑齿象等喜湿的动物在该时期向北迁