爪兽亚科(Chalicotheriinae)独特的病理性指骨融合及其与裂爪兽亚科(Schizotheriinae)指间关节固定的比较研究

本研究首次报道了晚中新世德国Howenegg地区爪兽亚科(Chalicotheriinae)标本H?142的病理性指骨融合现象，通过μCT扫描和形态学比较，证实其与裂爪兽亚科(Schizotheriinae)生理性融合存在显著差异，揭示了两个亚科通过不同形态学机制实现指间关节固定的平行进化现象。

　　

在奇蹄目哺乳动物的演化历程中，爪兽科(Chalicotheriidae)始终以其独特的爪状趾端结构引发学界关注。这类与现生犀牛、貘和马类近缘的古老生物，其两个主要亚科——爪兽亚科(Chalicotheriinae)和裂爪兽亚科(Schizotheriinae)——在指骨结构上展现出令人费解的差异。特别值得注意的是，部分裂爪兽亚科成员会在手的第二指节形成被称为"双联骨"(duplex bone)的近端与中间指骨融合结构，这种现象在爪兽亚科中却从未见报道。直到晚中新世德国Howenegg地区出土的编号H?142标本，这个被长期误认为裂爪兽亚科化石的标本，最终被证实是首例爪兽亚科的病理性指骨融合案例，为理解这两个亚科的功能形态演化提供了全新视角。

来自德国蒂宾根大学(University of Tübingen)和森肯堡人类进化与古环境研究中心(Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment)的研究团队，采用高分辨率μCT扫描技术，对H?142标本和两例裂爪兽亚科双联骨化石进行三维重建与比较解剖学分析。研究重点包括：1)通过形态计量学确定H?142的分类学归属；2)比较生理性与病理性指骨融合的内部显微结构差异；3)分析两个亚科指间关节固定机制的演化关系。所有CT扫描数据均公开存储于Morphosource平台和NHMW数字仓库。

研究结果首先通过详细的形态学比较确认了H?142的爪兽亚科属性。该标本近端关节面与骨干长轴近乎平行排列的特征（裂爪兽亚科通常呈锐角），以及腹侧单一的粗糙肌肉附着面（裂爪兽亚科为两个分离的结节），均与已知爪兽亚科标本相符。特别值得注意的是其远端关节面中央突起的"凹槽关节"(notched joint)结构，这是爪兽亚科的独有特征。

通过μCT扫描揭示的内部结构差异更具说服力。裂爪兽亚科生理性融合表现为皮质骨吸收和骨小梁交织，而H?142则显示：1)融合区皮质骨完整保留；2)局部骨内膜新骨沉积；3)骨小梁间隙被编织骨填充；4)背腹侧明显的骨赘形成。这些特征符合Rothschild等提出的病理性融合诊断标准，与裂爪兽亚科系统性发生的双联骨形成机制存在本质区别。

研究最富启发性的发现是两个亚科通过不同形态学策略实现了相似的生物力学功能。裂爪兽亚科通过指骨完全融合实现关节固定，而爪兽亚科则发展出特殊的凹槽关节结构，极大地限制了指间活动度。这种平行进化现象暗示大型爪的使用可能对指间关节产生异常应力，促使两个谱系独立演化出关节稳定机制。H?142的病理性融合可能正是这种生物力学压力的极端表现。

该研究发表在《The Science of Nature》上的意义不仅在于澄清了长达数十年的分类学争议，更重要的是为理解形态功能演化提供了典型案例。通过精细的化石病理学分析，证实了趋同进化可以源自完全不同的发育途径。研究建立的诊断标准对鉴别其他化石中的病理性融合具有重要参考价值，而公开的三维扫描数据则为后续研究提供了宝贵资源。这项成果将推动古病理学与功能形态学的交叉研究，为重建灭绝生物的行为生态学开辟了新思路。