来自怀俄明州南部早始新世的一个多样化的新始镜猴类灵长类动物群及其对解释近猴亚科宏观演化模式的意义

《Journal of Human Evolution》:A diverse new omomyid primate fauna from the early Eocene of southern Wyoming with implications for interpreting macroevolutionary patterns among anaptomorphines

【字体: 时间:2026年07月12日 来源:Journal of Human Evolution 3.3

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  在一个富含化石的砂岩露头(位于怀俄明州南部大分水岭盆地沃萨奇组(Wasatch Formation))中,研究人员发现了三个保存异常完好的始镜猴类灵长类(omomyid primates)化石。研究人员在此报道了两个罕见记录的始镜猴类——Arapahovius

  
在一个富含化石的砂岩露头(位于怀俄明州南部大分水岭盆地沃萨奇组(Wasatch Formation))中,研究人员发现了三个保存异常完好的始镜猴类灵长类(omomyid primates)化石。研究人员在此报道了两个罕见记录的始镜猴类——Arapahovius gazini 和 Anemorhysis savagei 的新产出,描述了一个 Tetonius 新种,并对 Tetonius 及其近缘类群进行了系统发育分析(phylogenetic analysis);此前描述的两个始镜猴类是新加入大分水岭盆地化石记录的物种,分别代表这些物种的第二次和第三次出现。Tetonius、Arapahovius 和 Anemorhysis 在其他地方尚未发现共存,尤其是在记录详尽的怀俄明州西北部比格霍恩盆地(Bighorn Basin),在那里 Tetonius + Pseudotetonius 进化枝在 Arapahovius 和 Anemorhysis 首次出现之前就已局部灭绝。对新种 Tetonius 的形态学支持得到生物地层学数据(biostratigraphic data)的佐证,表明该新种比来自比格霍恩盆地的 Pseudotetonius ambiguus 更年轻。然而,新种 Tetonius 保留了关键的牙齿共同祖征(dental symplesiomorphies),表明其在比格霍恩盆地记录的 Tetonius + Pseudotetonius 进化枝中相对较早地发生了分化。最大简约分析(maximum parsimony analysis)的结果表明,来自大分水岭盆地的 Tetonius varleyorum sp. nov. 与比格霍恩盆地已知的任一 Tetonius 物种相比,与 P. ambiguus 的亲缘关系更近,这凸显了早期研究者提出的 Tetonius 相对于 Pseudotetonius 的并系性(paraphyletic status)。Tetonius + Pseudotetonius 进化枝的演化历史比先前认识的更为复杂,这种增加的复杂性只有通过更广泛的地理采样才能识别。
**论文解读文章**

**研究背景、问题与研究意义**

始镜猴科(Omomyidae)是早期简鼻猴类灵长类(early haplorhine primates),在亚洲、欧洲和北美的始新世(Eocene)地层中均有分布。北美的始镜猴类通常分为两个亚科:始镜猴亚科(Omomyinae)和近猴亚科(Anaptomorphinae),后者是首先发生分化的亚科,包含该科最早的成员。在怀俄明州,早始新世的始镜猴类化石记录密集且局部采样良好,尤其以西北部的比格霍恩盆地(Bighorn Basin)和中部温德河盆地(Wind River Basin)为代表。然而,南部的盆地,如大分水岭盆地(Great Divide Basin),研究相对薄弱。当前存在的主要问题是:对于近猴亚科内宏观演化模式(macroevolutionary patterns),尤其是 Tetonius 属及其近缘类群 Pseudotetonius 的演化过程,传统理解主要基于比格霍恩盆地的连续地层序列,认为其以渐变成种(anagenesis)为主,但缺乏对更广泛地理区域的采样验证。此外,一些稀有物种如 Arapahovius gazini 和 Anemorhysis savagei 的分布范围有限,其与 Tetonius 的时空关系尚不明确。因此,有必要通过新的化石发现,尤其是来自不同盆地的共存组合,来检验和丰富对早期近猴亚科演化轨迹的认识。

为此,研究人员对怀俄明州南部大分水岭盆地 Smiley Draw 地方动物群(Smiley Draw local fauna)中产出的三个始镜猴类分类单元进行了系统描述和系统发育分析。该研究不仅报道了新的分类单元,还揭示了 Tetonius 新种与 Pseudotetonius 之间复杂的演化关系,表明地理采样对于全面理解宏观演化模式至关重要。该论文发表在《Journal of Human Evolution》上。

**主要关键技术方法**

研究人员通过地表勘探和干筛法在 Smiley Draw 地方动物群(CM 地点 4026,沃萨奇组主岩体)采集化石标本。所有标本均经 μCT 扫描(Nikon XT H 225 ST 系统)并使用 Materialise Mimics 软件处理。牙齿标准测量使用数字 Mitutoyo 千分尺在显微镜下进行。系统发育分析构建了一个包含 12 个操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)和 39 个牙齿特征的形态矩阵,选择 Teilhardina asiatica 和 Teilhardina belgica 作为外群,采用最大简约法(maximum parsimony)通过 PAUP\* 4.0a169 的 branch-and-bound 搜索,并进行了 1000 次自举检验(bootstrap replicates)。

**研究结果**

**Systematic paleontology**
通过形态学描述和对比,研究人员鉴定了三个始镜猴类物种:
- **Tetonius varleyorum, sp. nov.**:基于正模 CM 85919 及大量副模标本。该新种下齿列为 2-1-2-3,丢失了 P2,I1 增大,I2 齿槽侧向移位,P3 为双根且齿冠未压缩,与 Pseudotetonius ambiguus 在实现前部牙齿压缩的方式上不同(Te. varleyorum 通过 I2 侧移,P. ambiguus 通过 P3 压缩和根融合)。
- **Arapahovius gazini**:基于 CM 95177 等标本。其下臼齿和前臼齿具有高度釉质皱褶,牙齿尺寸大于近缘种 Arapahovius advena。
- **Anemorhysis savagei**:基于多个齿骨片段。下齿列为 2-1-3-3,保留 P2,I1 增大但不极端,P4 形态与模式标本一致。

**Phylogenetic results**
最大简约分支-限界搜索产生两个最简约树(MPTs),严格一致树显示:Tetonius varleyorum 被重建为包含 Te. matthewi-P. ambiguus 中间阶段 3、Pseudotetonius ambiguus 和 Tatmanius szalayi 的进化枝的姐妹群,该节点支持率为 90.1%。Te. matthewi(阶段 1)则是上述进化枝加上 Te. varleyorum 组成的更大进化枝的姐妹群。Te. mckennai 处于基干位置,但支持率较低。这表明 Tetonius 相对于 Pseudotetonius 构成并系(paraphyletic)。

**Biostratigraphic implications**
Smiley Draw 地方动物群记录了 Tetonius、Anemorhysis 和 Arapahovius 首次共存。在比格霍恩盆地,这些属的分布范围不重叠。Smiley Draw 含有 Tetonius 和 Haplomylus,但缺少 Bunophorus 和 Heptodon,支持 Wa-4 年代;但同时出现 An. savagei 和 Ar. gazini,又支持更年轻的 Wa-5 或 Wa-6 年代。这一矛盾需要碎屑锆石 U-Pb 年代学解决。研究人员倾向于更年轻的年代,因为 Te. varleyorum 是衍化种,且 Smiley Draw 位于比格霍恩盆地和科罗拉多 Four Mile 地区之间,后者产出 Pseudotetonius,如果 Smiley Draw 是 Wa-4,则应出现 Pseudotetonius。

**Phylogenetic implications**
系统发育结果挑战了以往仅基于比格霍恩盆地假设的单纯渐变模式。研究表明,Tetonius + Pseudotetonius 进化枝的演化同时包含渐变成种和分支成种(cladogenesis)。Te. varleyorum 与 Te. matthewi-P. ambiguus 谱系在阶段 2 附近发生分歧,之后 Te. varleyorum 和通向 P. ambiguus 的谱系平行演化出前部牙齿缩短和 I1 增大,但通过不同形态实现(I2 侧移 vs. P3 压缩)。因此,宏观演化模式比先前认识的更复杂,需要更广泛的地理采样。

**讨论与结论**

在讨论部分,研究人员分析了生物地层学和系统发育两方面的含义。生物地层学上,Smiley Draw 动物群呈现出矛盾信号:Tetonius 和 Haplomylus 的存在与 Wa-4 吻合,而 Anemorhysis 和 Arapahovius 的出现更接近 Wa-5 或 Wa-6。研究人员排除了时间平均或再沉积的可能性,因为化石保存良好且无磨损差异,且 Tetonius 是优势属,不支持再沉积。系统发育上,研究人员指出,Tetonius varleyorum 与 Pseudotetonius ambiguus 的平行演化表明,即使在一个渐变成种谱系中,也同时存在分支成种(cladogenesis)和异域成种(allopatric speciation)。Tetonius varleyorum 保留了双根 P3 和未压缩的齿冠,表明其不可能晚于阶段 2 从谱系中分歧出来,之后与 Pseudotetonius 谱系平行演化。这凸显了地理采样在揭示宏观演化模式中的关键作用。

**结论**:本研究记录了 Arapahovius gazini 的第二次出现、Anemorhysis savagei 的第三次出现,并描述了一个先前未知的始镜猴类新种——Tetonius varleyorum sp. nov.。Tetonius varleyorum 提出了有趣的生物地层学和系统发育问题,特别是关于 Tetonius 及其近缘类群的宏观演化模式。需要进一步对 Smiley Draw 进行年代学研究,以约束其多样的始镜猴类组合的生物地层学和系统发育假说。Smiley Draw 的 Tetonius varleyorum 与来自比格霍恩盆地和科罗拉多 Four Mile 地区的 Pseudotetonius ambiguus 亲缘关系密切,这两个分类单元似乎在异域条件下平行演化。比格霍恩盆地中连接 Te. matthewi 和 P. ambiguus 的经典渐变假说必须修正,以纳入分支成种和异域成种。因此,即使是最密集和最彻底研究的局部记录,也需要增强地理覆盖,以更完整地重建化石记录中的宏观演化模式和过程。
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