Два юрских маммалиаформа из Китая проливают свет на эволюцию млекопитающих
Маммалиаформы — это вымершие и ныне живущие организмы, тесно связанные с млекопитающими. Их изучение помогает понять эволюционные процессы, которые привели к формированию различных черт млекопитающих.
В двух последовательных статьях в Nature доктора Мао Фаньюань и Чжан Чи из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии (IVPP) Китайской академии наук вместе с коллегами из Австралии и США сообщают о двух юрских маммалиаформах из Китая. Эти находки раскрывают раннее разнообразие зубов, строение мандибулярного среднего уха и трансформацию сустава между сочленовной и квадратной костями у маммалиаформ.
Исследования дают ключевую информацию об эволюционном переходе от рептильных костей челюсти к слуховым косточкам ранних млекопитающих, представляя новые перспективы на раннее разнообразие маммалиаформ и пересматривая раннюю филогению млекопитающих.
Новый взгляд на зубы и филогению
- Шуотерииды — это юрские маммалиаформы с псевдотрибосфеническими коренными зубами, у которых перед тригонидом нижних моляров располагался «псевдоталонид» (бассейноподобная структура). У современных млекопитающих моляры имеют трибосфенический паттерн, где талонид находится позади тригонида и «принимает» (сцепляется) протокон верхнего моляра для переработки пищи.
- Традиционно шуотериид филогенетически объединяли с «австралосфенидами» (включая современных однопроходных), но это спорно и оставляет необъяснёнными некоторые морфологические, палеогеографические и функциональные вопросы.
В первой статье исследователи изучили два экземпляра из среднеюрского местонахождения Даохогоу во Внутренней Монголии и установили новый род и вид шуотериид — Feredocodon chowi.
На основе полных зубных рядов, окклюзионных взаимоотношений и серийной гомологии зубов учёные предложили новую интерпретацию: псевдотрибосфенические моляры на самом деле гомологичны зубному паттерну докодонтов.
Результаты филогенетического анализа, основанного на пересмотренных зубных признаках, предполагают, что предок, подобный Morganucodon, независимо дал начало трём основным группам маммалиаформ:
Docodontiformes (Docodonta и Shuotheridia)
Allotheria
Holotheria (симметродонты, терии и родственные формы)
Ключевая особенность эволюции зубов у ранних маммалиаформ заключается в том, что моляры, возникшие из предкового триконодонтного паттерна (как у Morganucodon), стали шире и сложнее для более эффективной обработки пищи. Однако эволюционные пути трёх групп шли в разных направлениях.
Эволюция среднего уха
Во второй статье исследователи сообщили о строении мандибулярного среднего уха (MdME) у двух видов:
- Шуотериида Feredocodon chowi (описан выше)
- Животного, похожего на Morganucodon, из раннеюрской биоты Луфэн, названного Dianoconodon youngi
Эти два вида показали новые морфологические особенности, подтверждающие эволюционный переход от костей челюстного сустава к слуховым косточкам у ранних млекопитающих.
- Особенности нижней челюсти Dianoconodon указывают, что один из двойных челюстных суставов предкового Morganucodon — сочленовно-квадратный сустав — утратил свою опорную функцию, в то время как мандибулярное среднее ухо стало лучше приспособлено для слуха.
- Постдентарные кости шуотериида Feredocodon более продвинуты и демонстрируют характеристики, подходящие исключительно для слуховой функции.
Новые данные дают представление о том, как окостеневший хрящ Меккеля функционировал как стабилизирующий механизм, и показывают, что медиальное смещение квадратной кости относительно сочленовной сыграло критическую роль в трансформации от несущего нагрузку челюстного сустава к структурам среднего уха.
Это исследование убедительно поддерживает и усиливает взгляд на то, что постепенная эволюция среднего уха млекопитающих является классическим примером эволюции позвоночных.
Feredocodon chowi и Dianoconodon youngi названы в честь профессоров Минчэня Чжоу (Чжоу Минчэнь) и Чжунцзяня Яна (Ян Чжунцзянь) соответственно.