中国西北早渐新世新副巨犀属物种Turpanotherium qiui sp.nov.的发现及其生命史演化保守性研究

本研究针对犀超科(Rhinocerotoidea)生命史演化规律的科学问题，通过描述中国西北早渐新世清水营组发现的副巨犀科(Paraceratheriidae)新种Turpanotherium qiui sp.nov.的颌骨化石，结合牙釉质微量元素分析（LA-ICP-MS/LIBS）和牙组织学（Retzius线/牙骨质年轮）技术，揭示该古近纪巨犀具有与第四纪近亲相似的生命史节奏（哺乳期427天/性成熟约17年），证实犀超科自渐新世以来生命史特征的演化保守性，为理解大型哺乳动物体型与生活史解耦机制提供关键证据。

　　

在哺乳动物演化史上，体型巨大的犀超科成员一直扮演着重要角色。从始新世延续至今的犀超科，其庞大的体型和特殊的高冠齿（hypsodont）结构，为研究哺乳动物生命史演化提供了绝佳素材。然而，一个关键科学问题始终悬而未决：这些远古巨兽的生命周期是否与其现代近亲相似？更具体地说，古近纪的原始犀类是否已具备与现代犀牛相当的生长发育模式？这个问题对于理解大型哺乳动物体型与生活史的协同演化机制至关重要。

为了回答这个问题，来自河南中医药大学人体解剖学系和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究团队，在《Scientific Reports》发表了关于中国西北早渐新世新发现副巨犀科化石的研究。他们通过对宁夏灵武地区清水营组发现的Turpanotherium qiui sp.nov.正型标本（IVPP V 33890）下颌骨进行形态学、微量元素和显微结构分析，首次系统重建了这种中型副巨犀的生命史特征。

研究主要运用了三种关键技术：激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）和激光诱导击穿光谱（LIBS）用于牙釉质/牙骨质的微量元素分布测绘；偏振光显微镜观察牙釉质Retzius线和牙骨质年轮；传统形态测量学方法对下颌骨及齿列进行系统描述。所有样本均来自宁夏灵武早渐新世清水营组原位埋藏的化石层位。

系统古生物学与形态特征

新种Turpanotherium qiui sp.nov.的鉴别特征包括：下颌联合部延伸至p4水平；p2为单根柱状结构；p3三角座长度显著短于跟座；从m1到m3舌侧齿带逐渐减弱。相较于模式种T. elegans，新种体型略小且保留了更原始的p2，其长达88mm的下门齿（i1）可能反映性别二态性，研究者推测该标本代表雄性个体。

生物学特性

牙釉质微量元素图谱显示三个特征带：1）高锶（Sr）/钡（Ba）浓度的产前带；2）浓度骤降的新生儿带；3）浓度波动的哺乳过渡带。通过计算Retzius线数量，确定p2牙冠形成时间至少427天，对应哺乳期持续时间。m3牙冠高度（63.4mm）与咬合面长度（67.6mm）比接近1，显示典型高冠齿特征，其牙冠形成时间估算为637天。

牙骨质年轮与寿命估算

p2和m1牙根部的锌（Zn）/钡（Ba）年轮分别显示10-11条和14条生长线。参照现代犀牛第一臼齿（m1）约3岁萌发的规律，推测该个体死亡年龄至少17岁，与现代非洲犀牛性成熟年龄（14-20岁）高度吻合。根据665mm下颌骨长度推算，其预期寿命可达40年以上，与体型相近的第四纪披毛犀（Coelodonta）相当。

讨论与结论

这项研究揭示了三个重要发现：首先，Turpanotherium作为渐新世副巨犀科代表，已具备与现代犀牛相似的生命史节奏，表明犀超科生活史演化具有显著保守性；其次，体型相近的早中新世Plesiaceratherium表现出更快的生命史（10年内性成熟），证明体型与生活史并非简单线性相关；最后，高冠齿的演化可能早于体型增大，如Elasmotherium的极端高冠齿特征独立于体型演化。

该研究首次通过多学科证据链证实，犀超科动物在渐新世就已确立现代式的生活史模式，其哺乳期持续时间、性成熟年龄和最大寿命等关键参数在6000万年间保持相对稳定。这一发现不仅丰富了我们对巨型哺乳动物演化规律的认识，也为理解当代犀牛保护生物学提供了深时视角——现代犀牛面临的生存挑战，或许在其远古祖先的生命史策略中已埋下伏笔。