一件化石揭开1.6亿年前的秘密

热河俊兽正型标本(右下角)与一件北票鲟标本保存于同一个岩板 王海冰/供图

热河俊兽生态复原图 许勇/供图

很少有人会注意到自己的中耳——除非它发了炎。但就是这个藏在耳朵里的“小家伙”，不管是对于人，还是对于其他哺乳动物的听力都至关重要。也因此它的演化机制，成为古生物学家过去多年一大研究热点。

如今，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所助理研究员王海冰、研究员王元青和美国自然历史博物馆研究员孟津合作，提出了一种新的哺乳动物中耳演化模式：特殊的颌关节及其取食方式，或能加速中耳的演化，简单来说就是“吃在一定程度上能够促进听力”。

这一切，还要从一件“标本体长约15厘米”的化石说起。

这件化石发现于辽宁凌源敞子沟下白垩统九佛堂组，与一件北票鲟化石保存在同一个岩板上，距今约1.2亿年。

王海冰是该研究团队中最年轻的科研人员，也是成果论文的第一作者，据他介绍，经过长时间室内精心修理，数据处理和对比研究，研究团队确定该化石代表了多瘤齿兽类始俊兽科的新物种，将其命名为“盖氏热河俊兽”——这也是科学家首次发现产自九佛堂组的多瘤齿兽类化石。

“这件标本最有意思的部分，就是它的头骨保存了非常完整的中耳结构。”王海冰说。

哺乳动物的中耳演化被认为是生物重演律的经典案例，因此科学家对它的出现“十分敏感”。王海冰说，哺乳动物中耳经历了从下颌中耳，过渡型中耳，到典型哺乳动物中耳的3个演化阶段。然而，不同中耳演化阶段在各哺乳动物支系中发生的时间和机制，却始终是研究的难点。

在此之前，“脑颅膨胀”和“负向异速生长”，是哺乳动物中耳的演化机制两种比较常见的假说，前者认为，哺乳动物生长过程中脑颅的增大，导致中耳位置后移，最终脱离下颌;后者则强调，在胚胎发育早期，中耳骨骼形态相对于下颌较大，中耳骨化的时间更早，因此在胚胎发育后期，随着头骨、下颌的增大，中耳骨骼最终脱离下颌。

不过，随着化石研究和现生动物胚胎发育学的进展，这两种假说获得的支持，都在不断减弱。

直到如今这件“盖氏”化石的出现，科学家才看到新的曙光。

“盖氏热河俊兽的正型标本，保存了完整的中耳结构，为研究早期哺乳动物耳区演化提供了直接证据。”王海冰说。

具体来看，这项工作揭示了多瘤齿兽类中耳各个骨块的完整形态，以及相互间的接触关系，对探讨哺乳动物的齿骨后骨，从下颌中耳到典型哺乳动物中耳这一演化事件补充了“极具分量的拼图”。

基于这项研究，包括王海冰在内的研究人员，对于上隅骨在哺乳动物中的演化有了更清晰的认识。此次研究首次揭示了上隅骨在早期哺乳动物中，从一块独立的骨骼，变为逐渐与锤骨体愈合的状态，成为锤骨的后外侧部分。

与此同时，研究人员还通过形态学证据和系统发育分析结果，提出了早期哺乳动物中耳演化的一个新模式——

在中生代哺乳动物中，异兽类至少在大约1.6亿年前的中/晚侏罗世，就已经演化出典型哺乳动物中耳;而在同一时期，甚至更晚的早白垩世，其他已知的所有哺乳动物类群，都还保留了过渡型中耳。

异兽类，为何能够成为造物者的宠儿，早早地就“演化升级”呢?

王海冰寻找到的解释是：盖氏热河俊兽属于异兽类，在异兽类中，头骨和下颌关节是比较开放的模式，这种结构允许其下颌有较大的前后向的活动幅度，致使其取食方式非常独特，很有可能对中耳演化提供了非常强大的选择压力，导致异兽类中耳演化加速。

“这也理解为是‘吃促进了听力’。”王海冰说。

当然，异兽类也存在一个过渡型中耳的演化阶段，但按照王海冰的说法，这一阶段在异兽类中持续的时间，要比其他所有哺乳动物类群短，这很可能也是因为其独特的下颌关节和取食方式，让它们在至少1.6亿年前就获得了典型哺乳动物中耳的形态，早于其他所有的哺乳动物类群。

这一成果已于近日在国际知名学术期刊《自然》(Nature)在线发表。其中记录着王元青、王海冰团队基于系统发育分析结果，对哺乳动物中耳演化机制的具体论述，而这，从论文发表之日起，也将成为一个新的假说。(中国青年报·中国青年网记者 邱晨辉)