非洲人类摇篮世界遗产地Bolt's Farm古喀斯特系统Aves洞I首例上新世—更新世(Plio-Pleistocene)绳蜥科(Cordylidae,Squamata)化石:解剖学鉴别特征与古生态学意义
《African Journal of Herpetology》:The First Plio-Pleistocene Cordylidae (Squamata) from Aves Cave I, Bolt's Farm Palaeokarst System, South Africa: Anatomical Keys and Palaeoecological Significance
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人类摇篮(Cradle of Humankind,COH)世界遗产地上新世—更新世(Plio-Pleistocene)爬行动物群记录长期未被充分探索,尤其小型有鳞类(Squamata)几乎被忽视,仅大型爬行类如巨蜥属(Varanus)偶有提及,造成对过去生物多
人类摇篮(Cradle of Humankind,COH)世界遗产地上新世—更新世(Plio-Pleistocene)爬行动物群记录长期未被充分探索,尤其小型有鳞类(Squamata)几乎被忽视,仅大型爬行类如巨蜥属(Varanus)偶有提及,造成对过去生物多样性和古环境理解的显著空白。研究人员描述了该地区首例绳蜥科(Cordylidae)化石——一件来自Bolt's Farm古喀斯特系统Aves洞I的角砾岩中经酸制备(acid preparation)剥离的左下颌骨碎片(标本AC 774)。通过与现生分类单元的比较骨骼学鉴定,并遵循?erňansky等人的骨骼命名及Kosma的牙齿特征定义,研究人员识别出深Meckel沟、同型侧生齿(homodont pleurodont teeth)、由较长近中嵴(crista mesialis)与较短远中嵴(crista distalis)构成的显著唇侧尖(cuspis labialis)以及舌面主导纹(dominant striae)等关键特征,将标本归入绳蜥科(Cordylidae indet.,亚科Cordylinae)。该发现提供COH上新世—更新世约2.5–3.0 Ma层位中绳蜥科的首个实证,现生该科为撒哈拉以南非洲特有岩栖(rupicolous)类群,支持当时为异质性岩石林地—草原镶嵌景观的古环境重建。研究凸显微脊椎动物化石价值,并为南部非洲未来古两爬研究确立必要解剖学钥匙。
研究背景方面,非洲人类摇篮(Cradle of Humankind,COH)上新世—更新世(Plio-Pleistocene)化石记录长期偏重人科与大型哺乳动物,小型有鳞类(Squamata,蜥蜴与蛇)作为高分辨率古环境与微生境指标被系统性忽视,Brain(1981)经典著作虽承认爬行类存在却未描述小型蜥蜴,造成生态系统动态与生物多样性重建偏差。绳蜥科(Cordylidae)为冈瓦纳孑遗、今撒哈拉以南非洲特有、以岩栖(rupicolous)、日行、食虫为特征的类群,其化石记录可直证古景观中岩石微生境存在。2016年Hominid Origins and Past Environment Research Unit在Bolt's Farm古喀斯特系统Aves洞I采得碎裂左下颌(AC 774),层位约2.5–3.0 Ma。研究人员开展比较骨骼学与牙齿形态学研究,归入Cordylidae indet.(Cordylinae),确立下颌与齿列鉴别特征集,论证其对岩石林地—草原镶嵌环境的指示意义,论文发表于《African Journal of Herpetology》。
关键技术方法上,研究人员自Aves洞I胶结角砾岩块经6%缓冲乙酸(acetic acid)酸制备释放微脊椎动物化石;以Ditsong国家自然历史博物馆(DNMNH)现生绳蜥科标本(Chamaesaura aenea、C. anguina、Cordylus cordylus、C. vittifer、Platysaurus intermedius、Pseudocordylus melanotus、Smaug giganteus各n=5)经文火煮制、机械剔肉及皮蠹(Dermestes maculatus)清骨制成比对骨架;形态观测与线性测量使用Leica EZ4E立体显微镜;解剖描述采用?erňansky等人下颌骨命名法与Kosma石龙子形(scincomorphan)牙齿术语(crista mesialis、crista distalis、cuspis labialis、striae dominantes)。
研究结果部分,“系统古生物学(Systematic palaeontology)”小节将AC 774归为Squamata→Scincoidea→Cordylidae→Cordylinae→Cordylidae indet.,产自豪登省Aves洞I,层位据伴生猪科(suid)Potamochoeroides hypsodont与Notochoerus capensis限定为晚上新世约2.5–3.0 Ma,存于DNMNH。“描述(Description)”小节指出标本为左齿骨(dentary)碎片,前后端皆断,保存段骨表风化弱,暗示洞穴角砾快速埋藏。“下颌形态(Mandibular morphology)”小节见全开Meckel沟后宽前窄、健壮齿下架(subdental shelf)后段变薄并见夹骨(splenial)关节面、唇面数列颏孔(mental foramina)。“齿列(Dentition)”小节记7枚紧密同型侧生齿,冠部具长近中嵴与短远中嵴汇成中央唇侧尖,舌面有并行前、后主导纹(stria dominans anterior/posterior),无舌侧尖(cuspis lingualis)。“鉴别诊断(Differential diagnosis)”小节以深Meckel沟、健壮齿下架、同型侧生齿、唇侧尖配置及主导纹组合排除Scincidae、Gerrhosauridae、Platysaurus、Chamaesaura,因碎片不限至属。“讨论(Discussion)”中“分类与解剖意义(Taxonomic and anatomical significance)”对比Stanley等(2011)九现生属,排除Platysaurus(异型宽齿冠)与Chamaesaura(齿退化),余Cordylus s.s.、Smaug、Ninurta、Karusasaurus、Namazonurus、Hemicordylus、Pseudocordylus共享亚科祖征无法细分。“绳蜥科衍征(Cordylid apomorphies observed in AC 774)”小结列五条:后扩深Meckel沟、后渐薄齿下架带夹骨关节面、近中嵴长于远中嵴、双嵴汇成突出唇侧尖、舌面主导纹并行嵴——合证Cordylidae。“古生态与生物地理意义(Palaeoecological and biogeographical implications)”小节据岩栖生态学推定Aves洞I周缘上新世存岩石露头/崩积坡/洞壁,与伴生猪科混合取食指示的镶嵌环境吻合,锚定绳蜥科辐射已于COH建立。
结论(Conclusion)部分翻译:Aves洞I绳蜥科下颌AC 774的描述超越单纯动物群名录增补,是开启COH古生态系统结构认知的关键发现;研究证明即便高度破碎微脊椎动物化石,经比较解剖与标准化术语假设驱动框架亦可提取深富古生物学信息。工作首要产出为基于下颌与牙齿特征的一套绳蜥科鉴别解剖钥匙,扎根?erňansky等人与Kosma术语,将直接助益Bolt's Farm及南部非洲其他上新世—更新世地点未来标本定名。化石作为古环境代用指标,确证Sterkfontein谷上新世存岩石露头与复杂微生境,丰富景观为林地—草原—岩石kopje异质镶嵌之认识,该结构复杂性为早期人科与伴生动物提供多样生态位与避难所。前瞻需扩展现生比对收藏、常规微计算机断层扫描(μCT)非损成像、持续系统筛分微脊椎组合;此发现证明长期被忽视的“不可见”微动物群握有关键钥匙,可解锁非洲过去生命更细腻、全面、生态系统级的历史。