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早期哺乳动物的较小体型有利于原始下颌关节演化成耳骨

Nature自然科研 2018-09-18 20:14:58 阅读:

《自然》本周在线发表的一项研究The role of miniaturization in the evolution of the mammalian jaw and middle ear指出,早期哺乳动物的体型逐渐变小可以减少咀嚼压力,更利于哺乳动物的原始下颌关节演化成精巧的中耳骨骼。

早期哺乳动物的较小体型有利于原始下颌关节演化成耳骨

在威尔士和中国的侏罗纪沉积物中发现的哺乳动物Morganucodon,它是最小的哺乳动物化石祖先之一,大小为4-6厘米。

Bob Nicholls, Paleocreations.com

爬行动物向早期哺乳动物过渡时, 下颌结构会发生根本改变——从最初有七根骨头的下颌变成长有牙齿的单一骨头,并通过新的下颌关节与下颌连接。在向哺乳动物过渡时,原始下颌的组成部分会重新用于构建中耳骨和内耳骨,让动物的听觉更灵敏。虽然这种变化在化石样本中有详细记录 ,但人们仍不清楚原始下颌如何既能作为有力关节用于咀嚼,还能作为精巧耳骨用于聆听。

早期哺乳动物的较小体型有利于原始下颌关节演化成耳骨

肌肉激活模式和下颌关节压力计算。

Lautenschlager et al.

英国伯明翰大学的Stephan Lautenschlager、Emily Rayfield及同事重建了哺乳动物在演化过程中每个关键阶段的下颌数字模型。作者用虚拟方式对这些硬组织和软组织下颌解剖结构进行了复原,并运用工程技术研究其生物力学特性。

作者发现,下颌体积变小能减少下颌骨骼的压力,还能减少咀嚼压力,虽然这种变化的过程较为缓慢。这表明,早期哺乳动物较小的体型有利于其在骨骼压力减小和保持咀嚼力之间找到一种有利的平衡,这种平衡促进了哺乳动物原始下颌关节在后期与中耳的进一步愈合。

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