中科院Science文章发布进化研究重要成果

【字体: 时间:2016年05月06日 来源:生物通

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  在发表于本周《科学》(Science)杂志上的一项研究中,研究人员描述他们在中国南部发现了6种灵长类物种化石的“主矿脉”。这些灵长类动物在大约3400万年前,始新世-渐新世过渡之后的时期勉强存活。在那段时期急剧的寒冷化使得亚洲大部分地区不适合灵长类动物居住,大幅度减少了它们的种群,因此发现这样的化石尤其难得。

  

生物通报道  在发表于本周《科学》(Science)杂志上的一项研究中,研究人员描述他们在中国南部发现了6种灵长类物种化石的“主矿脉”。

这些灵长类动物在大约3400万年前,始新世-渐新世过渡之后的时期勉强存活。在那段时期急剧的寒冷化使得亚洲大部分地区不适合灵长类动物居住,大幅度减少了它们的种群,因此发现这样的化石尤其难得。

在始新世-渐新世边界,由于地球主要地壳板块的重排,温度和湿度迅速下降。灵长类动物喜欢温暖和潮湿,因此在世界各地它们都面临着艰难的时期——在北美和欧洲它们走向了灭绝。当然,灵长类动物不知何故在非洲和南亚幸存了下来,因此我们现在仍然在谈论它。由于类人猿灵长类动物——现存猴子、猩猩和人类的祖先——首先出现在亚洲,了解它们在这块大陆上的命运是了解早期灵长类动物和人类进化弧线的关键。

这一直是一个谜。以往有很多的证据表明,最早的类人猿起源于亚洲。在始新世晚期的某一时期,这些亚洲类人猿来到非洲,在那里开始多样化。在某一时刻,类人猿进化的地理焦点从亚洲转向非洲。但我们一直都不了解这一切发生的时间及原因。现在,我们知道了始新世-渐新世气候危机几乎消灭了亚洲的类人猿,因此它们能够进化并在后来变为猴子、猩猩和人类的唯一地方就是非洲。

这篇论文是研究人员针对中国南部的一个地方进行十年实地考察的结果,灵长类动物有可能曾在那里寻找更温暖的居所。中科院古脊椎动物与古人类研究所的倪喜军(Xijun Ni)及同事们根据下颌和牙齿碎片描述了6个新物种,这些碎片能够从这一时期保存下来,是因为它们具有坚硬的牙釉质表面,并充当了鉴别古老动物的“指纹”。

论文的合著作者、美国堪萨斯大学生物多样性研究所资深所长K. Christopher Beard说:“化石记录通常会向你提供一张快照,显示在任一个地方古生物是什么样子。你通常无法得到一段影像。我们从这一特定地点获得了来自渐新世的如此多的灵长类动物,由于它的位置远在南部,以致在那一寒冷、干燥的时期它仍然保持温暖,因此灵长类动物可以在那里存活下来。它们挤在仍然能得到的有限空间中。”

像现今大多数的灵长类动物一样,这些古老的中国灵长类动物居住在热带树林中。其中一个研究小组命名为Oligotarsius rarus的物种与当前仅存于菲律宾与印度尼西亚群岛的现代眼镜猴“惊人的相似。”

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Beard说:“如果回过头翻看化石记录,我们就知道眼镜猴曾经生活在亚洲大陆,北至华中地区。论文中描绘的这些化石牙齿与现代眼镜猴的牙齿几乎完全相同。研究显示,现代眼镜猴差不多就是活化石——据我们所知,这些动物一直在做自远古到现在它们在做的事情。”

Beard说,如果不是因为始新世-渐新世过渡期全球急剧降温,灵长类动物进化的主要阶段可能会在亚洲继续,而不会转至非洲——在那里最终出现了人类。事实上,研究小组的发现强调了所有的灵长类动物都易受到气候变化的伤害。

“这是现在人们担心的另一面。始新世-渐新世过渡就是全球变暖的反面——先前全世界都是温暖的,随后它变凉了。这是一种镜像。需要指出的是,当时的灵长类动物,就像当今的灵长类动物一样,比其他的哺乳动物对改变的气候更加敏感。”

古生物化石指是人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹,包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它是地球历史的鉴证,是研究生物起源和进化等的科学依据。

2015年,由中科院古脊椎所的周忠和院士以及王敏博士领导的一个研究小组,在中国东北部发现了有1.3亿年历史的涉水鸟(wading bird)化石,将生成现代鸟类的谱系时间往前推了至少5百万年,几乎可以肯定这一谱系的起源更加的古老。这些化石的特化身体结构表明,在鸟类中取得长期成功的一些关键因素,例如高超的飞行能力和快速的生长速度,在鸟类进化史上出现得出奇的早。这一成果发布在Nature Communications上(中科院周忠和院士Nature子刊发表重要研究成果 )。

一种借助于与蝙蝠类似的翼膜实现运动的小型有羽毛恐龙,也许能够短距离滑翔或飞行。来自临沂大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和山东省天宇自然博物馆等机构的中国科学家们,发现从中国东部挖掘出的这种生物的化石遗骸具有一根13厘米长、从腕部伸出的棒状骨结构,有可能帮助支持或定位了翼膜;在骨结构的周围还附着有小片的膜组织。这是第一次在恐龙中看到这样的骨结构。他们将这些重要的研究结果发布在2015年4月29日的Nature杂志上(临沂大学、中科院发表最新Nature文章 )。

2014年,来自中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员报告称,他们在埃迪卡拉(Ediacaran)动物胚胎化石中发现了细胞分化、生殖细胞系与体细胞系分离以及程序性细胞死亡的迹象。这些重要成果发布在9月24日的Nature杂志上(中科院Nature发表生物研究新文章 )。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文索引:

"Oligocene primates from China reveal divergence between African and Asian primate evolution," by X. Ni; Q. Li; L. Li at Chinese Academy of Sciences in Beijing, China; K.C. Beard at University of Kansas in Lawrence, KS.

作者简介:

倪喜军

研究员。1994年毕业于北京师范大学生物学系,获学士学位;1999年毕业于北京师范大学生命科学学院动物生态学专业,获博士学位。1999-2001年在中科院古脊椎动物与古人类研究所做博士后,2001-2002年在德国辛氏博物馆和瑞士巴塞尔博物馆做访问学者,2003-2009年在美国自然历史博物馆做博士后。2010年回国,入选中科院****。现在主要开展有关哺乳动物主要门类的起源与早期演化、新生代环境演变与生物地层学、基于高精度CT技术的功能形态学、以及基于大矩阵的生物系统学方面的研究工作。

 

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