古老的鸭嘴兽化石可以改写产卵哺乳动物的历史

在南美洲发现的一种名为 Patagorhynchus pascuali 的 7000 万年前鸭嘴兽亲戚的化石表明,产卵哺乳动物在不止一个大陆上进化。

一幅艺术家描绘的帕塔哥龙在生活中的样子。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)
一幅艺术家描绘的帕塔哥龙在生活中的样子。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)

大约 7000 万年前,一种长着毛茸茸的类似鸭嘴兽的小型生物在一个古老的湖岸边蹒跚前行。 这不会是一件了不起的事情,除了一件事:这个湖在今天的阿根廷,而不是澳大利亚。

这种被称为 Patagorhynchus pascuali 的生物是在南美洲发现的被称为单孔目动物的产卵哺乳动物群中最古老的化石。 这一发现可能会改写这些古怪的早期哺乳动物进化的故事。 今天,所有五种现存的单孔类动物——包括鸭嘴兽 (Ornithorhynchus anatinus)、短喙针鼹 (Tachyglossus aculeatus) 和三种长喙针鼹 (Zaglossus)——都只在澳大利亚及其周边地区发现 岛屿。 那么,鸭嘴兽的祖先是如何远离澳大利亚的呢?

数百万年前,澳大利亚、南美洲和南极洲(以及非洲和亚洲的部分地区)在一个叫做冈瓦纳的超级大陆上被挤压在一起。 这块巨大的陆地在大约 1.8 亿年前的侏罗纪时期开始分裂,但直到大约 6600 万年前的白垩纪末期才完全分离。

Patagorhynchus pascuali 头骨的重建图,带有磨牙化石。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)
Patagorhynchus pascuali 头骨的重建图,带有磨牙化石。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)

由于最近在南美洲发现了单孔类动物化石,科学家此前推测该群体在这次大陆分裂后在澳大利亚大陆上进化,后来通过陆桥迁移回南美洲。 但是,P. pascuali 在大陆分裂之前就存在于阿根廷,这一事实讲述了一个不同的故事。

“我们的发现清楚地表明,单孔目动物并非仅在澳大利亚大陆进化,在冈瓦纳南部的其他地区也是如此,”该研究的合著者费尔南多·诺瓦斯(Fernando Novas) 阿根廷布宜诺斯艾利斯在一封电子邮件中告诉我们。

古代鸭嘴兽近亲 Patagorhynchus pascuali 的臼齿化石特写。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)
古代鸭嘴兽近亲 Patagorhynchus pascuali 的臼齿化石特写。 (图片来源:由 Fernando Novas 提供)

该标本在 2 月 16 日的通讯生物学杂志中有所描述,它的身份是通过含有一颗臼齿的下颌碎片识别出来的。 在研究哺乳动物遗骸化石时,“牙齿为我们提供了大量信息,”未参与该研究的英国索尔福德大学进化生物学家 Robin Beck告诉 Live 电子邮件中的科学。 但是,对于单孔类动物,牙齿鉴定要复杂一些。

“现存的鸭嘴兽没有牙齿,”诺瓦斯说。 但另一种已灭绝的鸭嘴兽亲戚,即 3000 万年前的 Obdurodon,其上颌和下颌均保留了牙齿。 P. pascuali 臼齿非常类似于这些牙齿,以及小鸭嘴兽短暂拥有的非常小、不完美的牙齿。

根据它的牙齿和明显的栖息地,P. pascuali 的饮食可能与现代鸭嘴兽相似:主要是小型水生无脊椎动物,包括昆虫幼虫和蜗牛。 发现它的阿根廷化石床证明了这一点; Novas 说,他们在 P. pascuali 周围的沉积物中发现了昆虫和蜗牛壳。 此外,研究人员还发现了其他早期哺乳动物、海龟、青蛙、蛇、水生植物和各种恐龙的化石遗骸。

虽然这一发现构成了单孔类进化难题的重要且有趣的新部分,但研究人员仍远未了解完整的图景。 “单孔类动物化石记录仍然存在巨大空白,”贝克说。 例如,虽然在南极洲没有发现单孔类动物化石,但考虑到它以前靠近澳大利亚和南美洲,冰层深处很可能有古老的鸭嘴兽骨骼。

但诺瓦斯说,作为一名南美古生物学家,知道“澳大利亚鸟嘴龙的曾祖父是阿根廷人”真是太酷了。

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