化石

化石

恐龍時(shí)代長刺和毛的哺乳動(dòng)物化石

人們關(guān)于古生物的大部分知識都來源于硬體組織（骨骼、殼體和牙齒）的化石遺跡。近期，一個(gè)來自恐龍時(shí)代的保存精致的小型哺乳動(dòng)物化石揭示了各種軟組織，包括皮膚、軟毛和體刺的信息，甚至包括石化的外耳殘留物。該化石發(fā)現(xiàn)于西班牙中部地區(qū)具有1.25億年歷史的巖層中，并命名為Spinolestes xenarthosus。這種動(dòng)物活著時(shí)大約有24厘米長，體重在50克至70克之間，其大小與比例相當(dāng)于一只幼年大鼠。Spinolestes屬于一種曾廣泛分布但如今已滅絕的老鼠般大小或更小的哺乳動(dòng)物，名為三尖齒獸類，它們因其3顆圓錐狀的臼齒而得名。三尖齒獸類的化石在北美洲和亞歐大陸的很多地方都曾被發(fā)現(xiàn)，但S. xenarthosus是第一個(gè)在西班牙發(fā)現(xiàn)的該類化石。這是與恐龍同時(shí)代的哺乳動(dòng)物第一次在化石中保存了某些特征，例如，其毛發(fā)的桿具有同現(xiàn)代哺乳動(dòng)物類似的三層結(jié)構(gòu)。一些皮膚的毛囊生有不止一根毛發(fā)，并且在其他情況下，幾個(gè)不同毛囊會(huì)融合進(jìn)而形成像現(xiàn)代刺猬一般的體刺。這種動(dòng)物腳骨的整體形狀與排列表明它是一種生活在地面上的生物，并且可能通過挖土尋找蛆和其他食物。這一發(fā)現(xiàn)將哺乳動(dòng)物內(nèi)臟和保存完好的皮毛的最早記錄向前推進(jìn)了6000多萬年，同時(shí)表明遠(yuǎn)古皮毛與體刺的形成同今天的哺乳動(dòng)物沒有差別。（Nature 2015，526：380-384）

三趾馬化石的新發(fā)現(xiàn)

三趾馬（Hipparion）廣泛分布于北美和舊大陸，它們在歐亞大陸的晚中新世和上新世期間特別繁盛，是地層對比和環(huán)境重建的重要生物標(biāo)志。豐富的三趾馬化石標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于中國許多的化石地點(diǎn)，主要產(chǎn)自紅土堆積中。內(nèi)蒙古中部的三趾馬化石此前也發(fā)現(xiàn)于紅土堆積，如化德縣土城子和四子王旗烏蘭花。近期，研究者報(bào)道了在內(nèi)蒙古中部阿巴嘎旗寶格達(dá)烏拉的晚中新世地層中發(fā)現(xiàn)的契考三趾馬（Hipparion tchikoicum）。下頰齒深入的外谷和圓潤的雙葉指明契考三趾馬是歐亞大陸上的原始種類，兩種北美的三趾馬Hipparion shirleyi和H.tehonense也具有上述特征，它們可能是笨重三趾馬的祖先類型。笨重三趾馬是主要分布于歐亞大陸北部上新世時(shí)期的一個(gè)原始類群，發(fā)現(xiàn)更多含契考三趾馬的化石地點(diǎn)將有助于認(rèn)識笨重三趾馬的動(dòng)物地理。契考三趾馬在內(nèi)蒙古中部的發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了這個(gè)種的分布范圍，并且連接起其在山西東南部和蒙古的分布區(qū)。新發(fā)現(xiàn)表明了笨重三趾馬在歐亞大陸的擴(kuò)散過程：它在最晚中新世最先出現(xiàn)于華北，然后向北擴(kuò)散到蒙古高原和外貝加爾地區(qū)；在上新世向西遷徙，經(jīng)過哈薩克斯坦和高加索到達(dá)歐洲；在外貝加爾一直殘存到早更新世。契考三趾馬在時(shí)代上早于笨重三趾馬亞屬的另一個(gè)種意外三趾馬（Hipparion insperatum），前者發(fā)現(xiàn)于山西榆社盆地的馬會(huì)組頂部，而意外三趾馬產(chǎn)自高莊組和麻則溝組。根據(jù)最新的測年數(shù)據(jù)，馬會(huì)組和高莊組的界線年齡570萬年，所以契考三趾馬的首次出現(xiàn)年齡約為600萬年。與寶格達(dá)烏拉的玄武巖年齡以及三趾馬層之下的小哺乳動(dòng)物所代表的時(shí)代相結(jié)合，證實(shí)內(nèi)蒙古中部的契考三趾馬的年齡也為距今600萬年前。（Historical Biology 2016，28：53-68）

三疊紀(jì)生物復(fù)蘇期的淡水魚群

從二疊紀(jì)到三疊紀(jì)的地史轉(zhuǎn)變是地球生命演化進(jìn)程中的一次重大轉(zhuǎn)折性事件。無論是在中國還是在世界范圍來說，人們對于古生代、中生代交替時(shí)期海相生態(tài)系統(tǒng)中生物滅絕-復(fù)蘇的了解比較詳細(xì)，而人們對于伴隨這一轉(zhuǎn)折事件的陸相生態(tài)系統(tǒng)變化的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及前者。近年來，研究者對三疊紀(jì)勞亞大陸東部的淡水魚群進(jìn)行了深入的研究，探討早期新鰭魚類的古地理分布形式和演化關(guān)系，取得了重要成果。地處甘新蒙交界戈壁荒漠的北山是連接塔里木-華北-西伯利亞板塊的紐帶，自二疊紀(jì)晚期，已連接形成勞亞大陸的一部分，陸相沉積廣泛分布。近年來的野外發(fā)掘在北山紅巖井組發(fā)現(xiàn)了大量的化石標(biāo)本，這里已成為我國目前已知的早三疊世非海相地層中魚化石數(shù)量和種類最為富集的化石點(diǎn)?；愋统参锿?，包括魚類、兩棲動(dòng)物和少量陸生爬行動(dòng)物。經(jīng)統(tǒng)計(jì)2149件脊椎動(dòng)物標(biāo)本，輻鰭魚占85%，兩棲動(dòng)物占14%，軟骨魚和陸生爬行動(dòng)物較少，占1%。輻鰭魚類型豐富，包括至少五種不同目的屬、種。其中，個(gè)體數(shù)量最多的褶鱗魚類錐體魚的生存時(shí)代局限于早三疊世，對確定北山含魚地層的時(shí)代具有重要的地層意義。（Journal of Vertebrate Paleontology.DOI:10.1080/02724634.2014.1001 515.）

鸚鵡嘴龍與新角龍之間的過渡角龍

鸚鵡嘴龍類是原始角龍類最奇特的一類，具有很多與其他角龍類相區(qū)別的特征，如其吻部高、外鼻孔高且前上頜骨無齒等。雖然近些年在中國侏羅紀(jì)和早白堊世的地層中發(fā)現(xiàn)了一些過渡類型的原始角龍類，但是鸚鵡嘴龍與其他基干角類仍存在巨大的形態(tài)差別，因此其系統(tǒng)發(fā)育位置也存在科學(xué)爭議。有些分析認(rèn)為鸚鵡嘴龍比朝陽龍類更原始，但另外一些研究則認(rèn)為鸚鵡嘴龍位于朝陽龍類和新角龍類之間。近期，研究者報(bào)道了發(fā)現(xiàn)于河南南陽的一種類似于鸚鵡嘴龍的基干新角龍類化石——東氏鑲嵌角龍。鑲嵌角龍標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于河南南陽夏館組，時(shí)代為晚白堊紀(jì)，目前保存于浙江自然博物館。新標(biāo)本保存有較完整的頭骨和頭后骨骼，是該地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)的角龍類化石。支序分析顯示鑲嵌角龍為最原始的新角龍類，介于鸚鵡嘴龍與其他新角龍類之間。鑲嵌角龍上有一些以前只有原始角龍才有的特征，如顴骨呈倒立的"T"字型，不像新角龍類近三角形，眶后骨有伸長的顴骨支和眶后骨支。而在新角龍中，眶后骨呈新三角形，這些特征之前只在隱龍、朝陽龍類和鸚鵡嘴龍類這些原始的角龍上才有。更重要的是鑲嵌角龍有一些之前認(rèn)為鸚鵡嘴龍類所獨(dú)有的特征，如外鼻孔高，鼻骨前突伸長與吻骨相接，最顯著的特征是其前上頜骨無齒，這是在基干角龍類中除鸚鵡嘴龍外第一個(gè)沒有前上頜骨齒的角龍類。支序分析顯示角龍類可能先在鸚鵡嘴龍和鑲嵌角龍中丟失了前上頜齒，而在后面的新角龍類中又重新演化出前上頜齒，這是在其他恐龍類群中沒有出現(xiàn)過的現(xiàn)象。此外，鑲嵌角龍還有一些介于鸚鵡嘴龍和新角龍類之間的過渡特征，如外鼻孔較高，但沒有像鸚鵡嘴龍那么高。前上頜骨比上頜骨大，但并沒有鸚鵡嘴龍那么大。這些過渡性特征強(qiáng)化了遼寧角龍所揭示的角龍類早期演化過程中的鑲嵌進(jìn)化現(xiàn)象，填補(bǔ)了鸚鵡龍類和新角龍類之間的形態(tài)差距。（Scientific Reports 2015，5:14190）

寒武紀(jì)冠輪動(dòng)物超門新發(fā)現(xiàn)

冠輪動(dòng)物超門主要包括現(xiàn)生的軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物和腕足動(dòng)物等10余個(gè)動(dòng)物門類。威瓦亞蟲是一類出現(xiàn)在寒武紀(jì)早期（5.3—5.15億年前）的奇特冠輪類生物，因其背部覆蓋葉片狀的骨片、外形詭異，一直被認(rèn)為是寒武紀(jì)大爆發(fā)生物的明星代表。其化石最早發(fā)現(xiàn)于加拿大布爾吉斯頁巖化石庫，近兩年在中國華南多地發(fā)現(xiàn)。但因缺乏背部骨片與身體組織如何相互連接的關(guān)鍵化石證據(jù)，其生物屬性一直存有爭議。近期，研究者在澄江化石庫發(fā)現(xiàn)的5.25億年前的化石標(biāo)本代表一個(gè)新種，形態(tài)上處于未成年幼蟲階段，因其骨片簇狀聚集呈蝴蝶形，而命名為鳳蝶威瓦亞蟲（Wiwaxia papilio）。化石分析表明，鳳蝶威瓦亞蟲身體背部的骨片主要可分為9排、2列，每排呈蝴蝶形簇狀對稱排列在身體兩側(cè)，其骨片顯示了清楚的分節(jié)性特征以及明顯的同律性的特點(diǎn)（即環(huán)節(jié)動(dòng)物門的關(guān)鍵特征）。這與早期恢復(fù)的外緣型排列的骨片明顯不同。令人驚奇的是，這些幼體標(biāo)本同時(shí)還特異保存了軟體動(dòng)物齒舌狀的口器。綜合系統(tǒng)分析認(rèn)為，5.3億年前的威瓦亞蟲屬于軟體動(dòng)物門和環(huán)節(jié)動(dòng)物門的基干類群，支持了軟體動(dòng)物門和環(huán)節(jié)動(dòng)物門的單系起源假說，揭示了這兩個(gè)無脊椎動(dòng)物門的共祖特征，對理解后生動(dòng)物門類，尤其是冠輪超門的系統(tǒng)演化有重要科學(xué)意義。（Scientific Reports 2015，5:14810.）

最早的中華乳齒象頭骨

中華乳齒象是東亞和東南亞地區(qū)一種獨(dú)特的長鼻類化石，上新世和早更新世時(shí)期在該地區(qū)廣泛分布，之前最早發(fā)現(xiàn)于中國山西的榆社盆地。然而，由于缺乏更早的化石記錄，國際上主流學(xué)術(shù)觀點(diǎn)一直認(rèn)為，中華乳齒象是由美洲的居維葉象亞科的某一成員進(jìn)化而來，在上新世時(shí)進(jìn)入東亞，到達(dá)中國北方。上世紀(jì)六十年代，昭通就發(fā)現(xiàn)早期劍齒象——昭通劍齒象新種，半個(gè)多世紀(jì)以來，出土了大量的劍齒象、脊棱齒象、中華乳齒象、嵌齒象等大量不同種的象化石出土，包括多次發(fā)現(xiàn)的保存精美的骨架。此次在昭通水塘壩新發(fā)現(xiàn)的中華乳齒象的頭骨，把中華乳齒象的化石記錄又向前推進(jìn)了約一百萬年，并且把中華乳齒象最早的的起源地推向了中國云南含古猿的晚中新世地層分布區(qū)。中華乳齒象在早期牙齒型態(tài)上有一些脊型化的傾向，從而容易與同時(shí)存在的軛齒象類混淆，造成中華乳齒象的祖先類型長期難以被識別。在最晚中新世，由于青藏高原的持續(xù)隆升，造成東亞夏季風(fēng)的增強(qiáng)，使中國北方在最晚中新世和上新世氣候變得比先前更加濕潤，這就促使中華乳齒象和劍齒象等喜濕的動(dòng)物在該時(shí)期向北遷