佛罗里达的豪猪化石解决了一个酝酿1000万年的棘手难题

资料来源:uux.cn佛罗里达博物馆,Kristen Grace(
【菜科解读】
南美豪猪有大而中空的羽毛,而北美豪猪则不那么显眼,但同样厉害。
资料来源:uux.cn佛罗里达博物馆,Kristen Grace
(神秘的地球uux.cn)据佛罗里达州自然历史博物馆(Jerald Pinson):研究豪猪的生物学家之间有一场长期的争论。
中美洲和南美洲有16种豪猪,但美国和加拿大只有一种。
DNA证据表明,北美唯一的豪猪属于一个起源于1000万年前的群体,但化石似乎讲述了一个不同的故事。
一些古生物学家认为,它们可能是在250万年前冰河时代开始时进化而来的。
发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究声称,由于在佛罗里达州发现了一具异常罕见、几乎完整的豪猪骨架,这一争议得以解决。
作者通过研究北美和南美豪猪骨骼结构的关键差异得出了他们的结论,但要做到这一点并不容易。
这花了整整一班研究生和本科生,以及几年的精心准备和学习。
首席作者Natasha Vitek说:“即使是一位经验丰富、拥有所有必要专业知识的策展人,也需要花费惊人的时间来全面研究和处理整个骨架。
”。
在佛罗里达自然历史博物馆攻读博士生期间,Vitek与脊椎动物古生物学策展人Jonathan Bloch合作开设了一门大学课程,学生们通过研究豪猪化石获得了实际研究经验。
古代的辐射产生了世界上最大的啮齿动物
豪猪是一种啮齿动物,它们的祖先可能起源于3000多万年前的非洲。
此后,它们的后代通过陆路游荡到亚洲和欧洲部分地区,但它们的南美洲之旅是哺乳动物历史上一个特别具有决定性意义的事件。
当非洲和南美洲比今天更紧密的时候,他们很可能是通过漂流穿越大西洋的。
它们是第一批踏上非洲大陆的啮齿动物,在那里它们进化成了豚鼠、龙猫、水豚和豪猪等知名群体。
有些呈巨大的比例。
那里有五英尺长的笨重的老鼠状动物,它们的大脑很小,重量还不到一个李子。
水豚的灭绝亲属长到了奶牛的大小。
豪猪仍然相对较小,并进化适应了南美洲郁郁葱葱的热带雨林的树梢生活。
如今,它们借助长手指在树冠中穿行,长手指上覆盖着钝的镰刀形爪子,爪子的角度完美地可以夹住树枝。
许多人还有长长的、可抓握的尾巴,能够承受它们的重量,它们在攀爬和伸手拿水果时使用这些尾巴。
前研究生Natasha Vitek和她的顾问Jonathan Bloch共同创建了一个大学课程,让学生们学习古生物学,同时亲身体验一具罕见的200万年前豪猪骨架。
资料来源:uux.cn佛罗里达博物馆,Jeff Gage
尽管南美洲有着良好的出行记录,但数百万年来,南美洲一直是一条死胡同。
一条湍急的洋流将北美和南美分隔开来,大多数动物都无法穿越,只有少数明显的例外。
从大约500万年前开始,巴拿马地峡上升到海平面以上,切断了太平洋与大西洋的联系。
几百万年后,这座陆桥变成了古代拥堵的高速公路,交通双向流动。
史前的大象、剑齿猫、美洲虎、美洲驼、山核桃、鹿、臭鼬和熊从北美洲流向南美洲。
这场反向跋涉是由四种不同种类的地面树懒、超大的armadillos、恐怖鸟、水豚甚至有袋动物完成的。
这两个群体遭遇了截然不同的命运。
那些向南迁徙的哺乳动物表现相当不错;许多人在新的热带环境中成功地定居下来,并存活至今。
但几乎所有冒险向北进入寒冷环境的谱系都已灭绝。
如今,只剩下三只幸存者:九带armadillo、弗吉尼亚负鼠和北美豪猪。
新化石在行动中捕捉进化
向北迁徙的动物不得不面对与它们留下的环境几乎没有相似之处的新环境。
温暖的热带森林被开阔的草原、沙漠和寒冷的落叶林所取代。
对于豪猪来说,这意味着要应对严酷的冬天,减少资源,从树上下来在陆地上行走。
他们仍然没有完全掌握后者的窍门;北美豪猪的最大地面速度约为每小时2英里。
南美豪猪身上有一层中空、重叠的羽毛,可以提供大量保护,但对调节体温几乎没有作用。
北美豪猪用绝缘毛皮和长的针状羽毛代替了它们,当它们感到威胁时,可以把它们养起来。
他们还必须改变饮食,这改变了他们下巴的形状。
Vitek说:“在冬天,当它们最喜欢的食物不在身边时,它们会咬树皮来获取下面较软的组织。
这不是什么好食物,但总比什么都没有好。
”。
“我们认为这种类型的进给是为特定的下颌结构选择的,这使它们更善于研磨。
”
它们也失去了可抓握的尾巴。
尽管北美豪猪仍然喜欢攀爬,但这并不是它们的专长。
博物馆的标本经常显示骨折愈合的证据,很可能是从树上掉下来造成的。
北美豪猪(左)和南美豪猪(右)在长达1000万年的时间里一直处于不同的进化轨迹上。
资料来源:uux.cn佛罗里达博物馆,Kristen Grace
这些特征中的许多可以在化石中观察到。
问题是没有多少化石可供使用。
根据Vitek的说法,大多数是单独的牙齿或颌骨碎片,研究人员经常将它们与南美豪猪混为一谈。
那些被认为属于北美类群的生物缺乏关键特征,无法为古生物学家提供它们如何进化的线索。
因此,当佛罗里达博物馆古生物学家Art Poyer在佛罗里达石灰岩采石场发现一具保存精美的豪猪骨架时,他们就很清楚它的意义。
“当他们第一次把它带进来的时候,我很惊讶,”该研究的资深作者Bloch说。
“像这样的骨骼化石不仅有头骨和下巴,还有身体其他部位的许多相关骨骼,这是非常罕见的。
这让我们可以更完整地了解这种灭绝的哺乳动物是如何与环境相互作用的。
我们马上注意到,它与现代北美豪猪的不同之处在于,它有一条专门用来抓树枝的尾巴。
”
通过将骨骼化石与现代豪猪的骨骼进行比较,Bloch和Vitek相信他们可以确定其身份。
但这需要的工作量超过了一个人在短时间内独自完成的工作量。
因此,他们共同创建了一门古生物学大学课程,整个学期唯一的作业就是研究豪猪的骨头。
Vitek说:“这种东西只能在佛罗里达博物馆这样的地方教授,那里既有藏品,也有足够的学生来研究。
”。
“我们关注的是下巴、四肢、脚和尾巴的细节。
这需要一系列非常详细的比较,你可能在第一次通过时都没有注意到。
”
结果令人吃惊。
该化石缺乏强化的啃树皮颚,并且有一条可抓握的尾巴,这使它看起来与南美豪猪的亲缘关系更为密切。
但是,Vitek说,其他特征与北美豪猪更相似,包括中耳骨的形状以及下门牙和后牙的形状。
综合所有数据,分析始终提供了相同的答案。
这些化石属于北美豪猪的一个已灭绝物种,这意味着这个群体有着悠久的历史,可能始于巴拿马地峡形成之前。
但是,这个群体中曾经存在过多少物种,或者它们为什么会灭绝,这些问题仍然存在。
Vitek说:“我们的研究没有解决的一件事是,这些灭绝的物种是否是今天活着的北美豪猪的直系祖先。
”。
“豪猪也有可能两次进入温带地区,一次沿着墨西哥湾海岸,一次向西。
我们还没有到达那里。
”
佛罗里达自然历史博物馆的Jennifer Hoeflich、Isaac Magallanes、Sean Moran、Rachel Narducci、Victor Perez、Jeanette Pirlo、Mitchell Riegler、Molly Selba、María Vallejo Pareja、Michael Ziegler、Michael Granatosky和Richard Hulbert也是这篇论文的作者。
植物中的活化石?植物中的活化石有哪些
2、被称为植物界活化石的植物是银杏。
银杏是一种古老的植物,存在了数亿年的时间,并且在地质历史上几乎没有发生过进化的改变。
它具有独特的特征,如扇形叶子和裸露的种子。
3、植物界的活化石有:秃杉、桫椤、银杏、金花茶、水松、金钱松、珙桐、香果树等。
秃杉,国家一级保护植物,我国最有名的建材树种,产于贵州、云南及缅甸北部,十分稀少。
4、植物界活化石之称的是银杉 。
被称为植物中的活化石的珍稀裸子植物是银杉 。
5、有活化石称号的植物是银杏、银杉、水杉、金钱松、珙桐等。
植物中的活化石有哪些植物活化石有:银杏,银杏为银杏科、银杏属落叶乔木。
银杏:银杏树又名白果树、公孙树,曾是仅遗存于我国的珍稀树种之一,素有活化石之称。
植物活化石有:银杏,银杉,水杉,金花茶, 水松,金钱松,珙桐。
植物活化石,是指在在地球史上出现过,而在地球上的大部分地方已经绝迹,只有在某些狭小的地区保存下来的植物。
植物界的活化石有银杏、银杉、水杉、水松、珙桐。
银杏 银杏也被称为公孙树,是一种生长极为缓慢,叶片正反两面都是一样的古老孑遗植物,如今通过繁育,观赏性的银杏树在生活当中也很常见了。
被称为活化石的植物有:银杏、水杉、香果树。
被称为活化石的动物有:大熊猫、中华鲟。
银杏 银杏树又名白果树,古又称鸭脚树或公孙树。
植物界的活化石是什么植物界的活化石有银杏、银杉、水杉、水松、珙桐。
银杏 银杏也被称为公孙树,是一种生长极为缓慢,叶片正反两面都是一样的古老孑遗植物,如今通过繁育,观赏性的银杏树在生活当中也很常见了。
植物活化石,是指在在地球史上出现过,而在地球上的大部分地方已经绝迹,只有在某些狭小的地区保存下来的植物。
植物活化石有:银杏,银杉,水杉,金花茶,水松,金钱松,珙桐,香果树。
植物界活化石指的是存在于现代的、与古代植物相似度极高的植物群体。
这些植物具有与其古代祖先相似的形态和生态特征,几乎没有经历过进化的变化。
例如,银杏、蕨类植物等都被称为植物界的活化石。
银杏:银杏树又名白果树、公孙树,曾是仅遗存于我国的珍稀树种之一,素有活化石之称。
植物界活化石之称的是银杉 。
被称为植物中的活化石的珍稀裸子植物是银杉 。
被称为植物界活化石的植物是银杏。
甘肃兰州盆地发现大量中小型剑齿虎类?揭示后猫类动物的系统演化
事实上,这些犬牙非常发达的剑齿虎只是剑齿虎大家族中的一部分。
在剑齿虎最繁盛的晚中新世时期(1100-530万年前),占据剑齿虎类多样性主体的是一类被称作后猫(metailurine felids)的动物。
相比起体型巨大,犬牙夸张的剑齿虎族,后猫类的体型较小(一般从猞猁到美洲豹大小),犬牙明显比剑齿虎要小,头骨则一般更加浑圆,外观上反而和现代猫亚科的动物近似,占据了类似的生态位。
后猫类动物早在1924年就发现于我国北方地区,后来有多次报道,但是很少有研究系统讨论东亚地区的后猫和欧洲乃至非洲,北美相关物种的关系,其迁徙,演化和分类系统都有诸多不明之处。
近日,古脊椎所毕业生江左其杲和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王世骐研究员等人,以及英良石材自然历史博物馆的同行合作,共同完成了兰州盆地北部永登邢家湾动物群的后猫类动物研究。
研究识别出永登动物群有4种后猫类动物共存,包括舒氏副剑齿虎Paramachaerodus schlosseri,英良副剑齿虎Paramachaerodus yingliangi,永登吉猫Yoshi yongdengensis,精灵吉猫Yoshi faie。
永登邢家湾动物群的后猫类在种一级与保德和临夏盆地差异较大,该动物群发现过剑齿象类,为中新世末和上新世华北常见的象类,指示该动物群时代较晚,为中新世最晚期。
论文厘定了后猫类多个属种的形态特征,发现过去欧洲广泛归入后猫属Metailurus的材料的形态和保德的模式标本差异很大,但和副剑齿虎较为接近。
通过系统对比,认为后猫属为东亚地区特有的属种,其特征为头骨非常短高,额头高度扩展,而副剑齿虎的特征为头骨相对地平,额头中等扩展,二者的牙齿特征则较为接近,不容易区分。
吉猫过去被认为头骨短圆,眶后收缩很弱而与其他后猫类区分,这次的新种,永登吉猫则支持吉猫的头骨眶后收缩只是小吉猫和葛氏吉猫的特征,而头骨短圆也与后猫属Metailurus很难区分,因此这些都并非属征。
吉猫真正稳定的属征为犬齿相对较小,前臼齿齿冠较高且附尖一般相对不发育,裂齿相对纤细。
所以过去认为是吉猫的一些关键特征(头骨短圆,眶后收缩微弱)并不能作为吉猫的属征,但牙齿特征仍然支持吉猫为有效属。
精灵吉猫Yoshi faie为目前发现的最小的后猫类成员,犬齿尤其小,其个体大小与形态都和现代的猞猁有些类似,可能代表剑齿虎亚科朝着捕杀小型猎物方向演化的一次尝试。
过去河南新安发现的马氏锐剑虎Pontosmilus maximiliani曾经被归入副剑齿虎Paramachaerodus。
论文发现Pontosmilus的形态和Paramachaerodus的模式种,Paramachaerodus schlosseri差异非常明显,其犬齿具有明显的锯齿,颊齿也有微弱的锯齿,P4具有明显的前外附尖,牙齿非常细长且原尖趋于退化,这些特征都和副剑齿虎不符,应该为有效属。
伊朗地区发现的东方锐剑虎Pontosmilus orientalis曾经被认为是舒氏副剑齿虎的早出同物异名。
对其形态特征的回顾认为该物种更符合Pontosmilus的特征,这样锐剑虎属Pontosmilus就包含2个物种,即Pontosmilus maximiliani和Pontosmilus orientalis,二者与副剑齿虎并不属于同一个演化支系,可能与剑齿虎族有着更加密切的联系。
通过系统发育分析,研究人员发现过去曾经被独立为原巨颏虎的Paramachaerodus ogygia形态与欧亚副剑齿虎和模式种舒氏副剑齿虎十分接近,属于后猫类动物的祖先类群,并从形态差异较小和使用方便的角度建议将该属并入副剑齿虎。
吉猫,后猫,祖剑虎和恐猫都源于副剑齿虎这个主干支系并不同程度的特化。
副剑齿虎本身为多系群,但是考虑到该属代表后猫类中不特化的类群集合,在实际操作上很难拆分成不同属,因此从使用方便大家角度仍然建议保留该属。
北美的祖剑虎牙齿结构和舒氏副剑齿虎十分接近,且时代,地理相连,可能有直接的演化关系,但北美的材料目前仅限于下颌和下牙齿,仍然有待更完整材料的发现。
#p#分页标题#e#论文对后猫类的演化和分类提出了较为新颖的观点,并首次尝试实现后猫类种一级别的系统演化分析,但仍然有很多属种的材料较为残破或发表年代很早,图版不清楚而无法确定部分特征,其中的细节问题还有待将来更加深入的研究。