你可能从小在课本上读到过一句话:哺乳动物的牙齿,一辈子只换一次。这个说法在生物学里有个专门的名字,叫"双牙列"。它被写进教科书超过一个世纪,几乎成了哺乳动物的"身份证"之一。但一块来自中国的化石,正在让这句话变得不那么绝对。
这块化石属于一种新发现的半水生哺乳动物,生活在恐龙时代。研究人员给它取名 Dongoconodon platycauda。它的外形像一只水老鼠,脚几乎和鸭嘴兽一模一样,而牙齿的生长方式,却像爬行动物。
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一块化石,三种"不搭"的特征
这块化石的发现要追溯到 2018 年,地点在中国辽宁。发现它的收藏者把化石带到了蒙古自然历史博物馆,随后由中国云南大学的毕顺东及其同事展开研究。这是一具接近完整的化石,距今约 1.2 亿年。
研究团队还原了它生前的样子:体重最多约 190 克,体长约 40 厘米。整体外观上,研究人员说它可能有点像一只小型的海狸鼠,也就是我们常说的河狸鼠。和这种现代水生哺乳动物一样,它有着流线型的身体和适合游泳的扁平尾巴。
但真正让研究人员觉得意外的,是它的手脚。毕顺东说,这种动物有着宽大的手和脚,"非常像"现代鸭嘴兽。它的几块手指骨和脚趾骨上还保留着特殊的凸缘结构,说明这些指趾支撑着大面积的蹼。
毕顺东描述它的游泳方式时说,宽大、带蹼的前脚提供了大部分推进力,而扁平、逐渐收窄的尾巴主要起到舵的作用,用来转向和保持稳定。换句话说,这是一位相当不错的游泳选手。
牙齿才是真正的主角
外形上的混搭已经够有意思了,但让这块化石真正特别的,是它的牙齿。
毕顺东说,一个多世纪以来,生物学教科书一直告诉人们:哺乳动物在一生中只替换部分或全部牙齿一次,这就是"双牙列"。而这块化石保存的证据显示,它的门齿、犬齿、前臼齿状牙齿,甚至臼齿状牙齿,都在动物一生中被多次替换。这种现象叫"多牙列"。
毕顺东说,这是目前已知唯一一种在全部四类牙齿上都表现出多牙列的哺乳动物,而此前这种模式一直被认为属于爬行动物,而不是哺乳动物。
这里需要说清楚一点:这不是说这种动物"退回了爬行动物"。它只是保留了一种在早期哺乳动物身上出现、后来在大多数哺乳动物谱系中被替换掉的牙齿生长方式。
耳朵里藏着另一条线索
这块标本还保存了研究人员所说的、目前已知最完整的早白垩世哺乳动物中耳区域之一。其中包括它的麦克尔软骨——这是一种短暂的胚胎结构,在所有哺乳动物的发育过程中,会临时把正在发育的中耳和下颌连接起来。
这块化石保存的是一个中间阶段:麦克尔软骨与下颌只保持轻微接触,同时仍然与细小的耳骨相连。
这个细节为什么重要?因为它关系到哺乳动物演化史上的一个经典问题:牙齿的替换方式和耳骨的改造,是不是作为一整套特征"打包"一起演化的?
毕顺东的结论是:不是。他说,这些重要的哺乳动物特征其实是独立演化的,在恐龙时代产生了相当多样的演化"实验"。他说,这项发现改变了我们对早期哺乳动物演化的认识。
用他的原话说,早期哺乳动物的演化,比传统教科书描绘的图景要灵活得多。
同行怎么看
英国布里斯托大学的迈克·本顿评论说,研究团队为"至少三套牙齿"和"中间态耳部解剖"提供了不错的论证。
本顿说,这是一种有趣的、出现得相当晚的哺乳动物,出于某种原因,它比其他许多中生代哺乳动物保留了更多爬行动物祖先的痕迹——而那些哺乳动物到三叠纪末期(约 2.01 亿年前)似乎已经完成了这两项转变。
相关研究发表在 Nature Communications 上,DOI 为 10.1038/s41467-026-77339-w。
为什么这件事值得多看一眼
我们习惯把演化想象成一条不断"升级"的直线:爬行动物变成哺乳动物,牙齿简化,耳朵改造,一步步走向"更高级"。但这块化石给出的画面更像是一张分叉很多的网。
在恐龙还统治陆地的年代,哺乳动物的祖先们尝试了各种组合:有的把牙齿换成了终身只换一次,有的保留了多次替换;有的耳骨已经完全独立,有的还处在中间状态。这些特征并不是绑在一起同步变化的,而是各自走各自的路。
这块来自辽宁的化石,恰好卡在几条路的交叉口上。它提醒我们,教科书上的那句话并没有错,只是它描述的是一段更长故事里的一个章节,而不是整个故事。
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