Nature重磅！云阳化石成为关键证据，揭示哺乳动物颌关节演化之谜

近日，中、美多家科研机构组成的团队，通过对来自四川自贡、云南禄丰、重庆云阳等地珍稀的哺乳形类化石的研究，揭示了哺乳动物祖先或近亲类群在颌关节演化上的惊人多样性。其中，重庆云阳的化石标本是不可或缺的对比标本，为确认颌关节重大演化创新提供了决定性证据。这一研究成果近期在国际顶级期刊《Nature》上在线发表。

颠覆认知的“异类”

哺乳动物的齿骨和鳞骨构成的颌关节（“齿骨—鳞骨”关节）是其关键性特征之一。这一革命性结构，使得哺乳动物颌关节（下巴）能进行复杂的前后、左右以及旋转运动，从而实现高效咀嚼，促进了哺乳动物的崛起。

研究人员对采自四川自贡大山铺的中侏罗世（约1.68亿—1.60亿年前）植食性三列齿兽类“川南多齿兽”开展研究时，发现其颌关节结构呈现显著特殊性。该类群颌关节既异于早侏罗世（约2.00亿—1.80亿年前）云南禄丰摩根兽类滇尖齿兽的“双重关节”（由鳞骨—齿骨、方骨—关节骨分别构成），也不同于原始爬行动物（如恐龙）的“方骨—关节骨”关节（仅由下颌关节骨与头骨方骨形成）。

川南多齿兽演化出全新的次级颌关节类型（“齿骨—颧骨”关节）。该关节与哺乳动物典型的“齿骨—鳞骨”关节不同，而是由下颌齿骨（主要承载齿列的骨骼）后部向上延伸形成的齿骨髁，与头骨侧面的颧骨（俗称“脸颊骨”）的臼窝嵌合构成，呈“滑车”式结构。研究人员推测，该特殊颌关节结构可能为支撑其超长齿列、适应掘穴生活的功能特化表现，是三列齿兽类演化过程中一次重要的“结构—功能”创新。

川南多齿兽的颌关节特征。 （a， 颧弓和颧骨臼窝的内面观；b， 齿骨髁的侧面观；c，下颌骨和颧弓的内面观）

川南多齿兽（b）与恐龙（a）、哺乳形类（b）、现生哺乳类（d）关节特征对比。

研究同时报道了云南禄丰早侏罗世的新属种禄丰曲髁兽（约2.01—1.84亿年前）。这种小型食虫性动物拥有原始的齿骨—鳞骨关节，其齿骨髁仅由外侧脊末端弯曲形成，尚未膨大成球状。这较摩根兽类的已具球状齿骨髁的早期哺乳型类动物更为原始，证明了哺乳形动物颌关节形成的方式。

川南多齿兽和禄丰曲髁兽颌关节特征示意图。

云阳化石登场：为“异类”验明正身的关键参照

这一发现太过奇特，它到底是一次独一无二的创新，还是某个标本的病理学特异？为了回答这个关键问题，研究团队将目光投向了重庆云阳恐龙动物群中发现的三列齿兽类标本。云阳似卞氏兽的颌部结构代表了其所属类群（三列齿兽类）的过渡状态：其齿骨后部具有会聚的脊，形成一个缺乏髁突且尖锐的关节突，颌关节连接面相对平坦简单，颧骨已经向下强烈扩张，具备形成关节的基础。而自贡“异类”川南多齿兽的颌部结构则不同，其齿骨髁突已完全从原有结构中分离独立出来，颧骨已经形成强烈的关节窝。

云阳的似卞氏兽和川南多齿兽化石标本均发现于四川盆地中侏罗世地层，无论是古地理位置还是地质年代上，都十分接近。因此云阳的似卞氏兽化石标本为本次研究所提供佐证，有力地反衬和证明了川南多齿兽的颌关节是一次彻底的、全新的演化创造，而非是特殊的病理特征。

川南多齿兽和云阳的似卞氏兽未定种（中侏罗世下沙溪庙组）的颅骨特征对比。 （a—c，川南多齿兽、云阳的似卞氏兽（b, 16YPDC—01；c，19YP—67）颅骨腹面观。d—f，a—c中相同标本的侧面观。g—i，由颧骨和鳞骨形成的颧弓内侧观）

川南多齿兽（上）和云阳的似卞氏兽未定种（下）的颌关节特征对比。

生命演化的“疯狂”实验场

这项研究共同揭示了演化并非一条单一的坦途，而更像一个“反复试错”的疯狂实验。为了应对不同的生存压力，如重庆云阳、自贡大山铺、云南禄丰等古环境的差异所带来的不同取食需求（植食性、食虫性），近亲物种完全可以演化出截然不同的解决方案。

重庆云阳恐龙动物群不只有很多恐龙化石，这里发现的哺乳形类化石，也成为破解中生代生命演化难题的重要资源。本次研究中云阳标本的关键作用表明，每一个化石点都是独一无二的拼图，它们共同协作，才能为我们还原出生命历史长河中那些既波澜壮阔，又藏着无数偶然与演化创新的史诗篇章。

川南多齿兽复原图（赵闯/绘 ©PMSO）。

该项研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、重庆古生物研究院、自贡恐龙博物馆、禄丰国土资源局、楚雄彝族自治州古生物化石研究中心及美国自然历史博物馆等单位共同合作完成。

上游新闻记者 郭发祥