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中国发现的巨蜥科化石新属种——李氏始祖巨蜥支持巨蜥科的亚洲起源说
2022-02-10 10:13:33   来源:化石网   评论:0 点击:

杂志封面李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)复原图李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)正型标本IVPP V 22770巨蜥类的系统发育学(A)和巨蜥类化石的地理分布(B):始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)是巨蜥属

杂志封面李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)复原图
 
 
李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)正型标本IVPP V 22770
 
 
巨蜥类的系统发育学(A)和巨蜥类化石的地理分布(B):始祖巨蜥(Archaeovaranus lii)是巨蜥属(Varanus)的最近属种
 
(化石网整理)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:2022年2月7日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所董丽萍、王元青、赵祺、王原与英国、瑞士同行合作在《Philosophical Transactions of the Royal Society B》杂志以封面文章发表了有关巨蜥类演化的研究成果:亚洲始新世一基干巨蜥科新属种补充了巨蜥科蜥蜴亚洲起源说的证据链,说明在亚洲存在由巨蜥型类向巨蜥科演化的过渡阶段。
 
巨蜥科(Varanidae)是有鳞类中最成功的演化支系之一,因它的成员多体型硕大而受到广泛关注。现生代表仅有巨蜥(Varanus)一属,共80多种,分布在亚洲、非洲、大洋洲,包括了现生最大的蜥蜴——科莫多龙(Varanus komodoensis)。巨蜥属的体形相似,但却有着非常高的形态和生态多样性。从体长两、三厘米的丹皮尔巨蜥(Varanus sparnus)到三米多的科莫多龙,澳大利亚已灭绝的古巨蜥(Varanus prisca)体长可达5米。它们有的长于爬树,有的擅于游泳,食性也千差万别,昆虫、青蛙、鸟蛋、小型和大型哺乳动物,甚至螃蟹、浆果都能成为食物。现生蜥蜴中与巨蜥亲缘关系最近的婆罗蜥(Lanthanotus)因仅分布于婆罗岛和隐蔽的生活习性,又为巨蜥属增加了一丝神秘感。
 
巨蜥科起源于晚白垩世时分布于欧亚大陆上的巨蜥型类,如亚洲腹地戈壁沙漠的上白垩统中产出了多种保存良好的巨蜥型类化石(Telmasaurus、Ovoo等)。巨蜥属的起源却仍有很大的争议,有亚洲起源、非洲起源以及冈瓦纳起源几种不同假说。确切的巨蜥属化石记录来自新近纪早期。因此古近纪这一时期是由巨蜥型类向巨蜥属演化的重要阶段。但古近纪巨蜥类化石材料多只保存为零散的椎体,唯一保存完好者是名为萨尼瓦蜥(Saniwa)的几件骨架,但这些材料来自现已无巨蜥类分布的北美,使得巨蜥属的起源之谜更加扑朔迷离。
 
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王元青研究员带领的哺乳动物野外团队2008年在湖北李官桥盆地的始新统下部发现了一件蜥蜴骨架,经过精心修理、高精度CT扫描和系统的对比研究后认为,它代表了一个巨蜥科新属种——李氏始祖巨蜥(Archaeovaranus lii),属名始祖巨蜥源自该属种与巨蜥属的系统关系,种名取自在李官桥盆地做了很多重要工作的我国已故著名古哺乳动物学家李传夔教授的姓氏,作为对他的纪念。
 
始祖巨蜥长约1米,在巨蜥类中是属于中等大小的种类。始祖巨蜥具有很多巨蜥科的典型特征,如外鼻孔后移、吻端加长,齿列位于眼眶之前,犁骨成长棒状,下颌具有灵活的颌间关节,椎体具有明显的髁前收缩;但它与巨蜥属也有明显的区别,如额骨下的嗅管不封闭,眼眶后缘由轭骨和后眶骨封闭,腭面上长有两排小牙,肩带的开孔减少等。始祖巨蜥最特别的特征是它的前后肢(近中段、不包括手和脚)长度相近。这与所有巨蜥类都不同,巨蜥类中后肢明显长于前肢,在能够双足站立的属种中尤其明显。前后肢几乎等长在整个有鳞类中也十分少见,说明了始祖巨蜥可能采取了一种特殊的运动模式,至少与其同时代的萨尼瓦蜥不同。骨组织学分析显示始祖巨蜥的骨组织学特征与楔齿蜥相似,正型标本所代表的个体在5岁时达到性成熟,死时16岁。
 
基于形态对比和系统发育分析,研究团队还探讨了巨蜥科中一些取食功能相关特征的演化。在巨蜥科基干成员中眼眶后缘封闭、额骨下的嗅管开放,同时还保留有腭齿,至冠群巨蜥属中骨质眶后缘开放、额骨下的嗅管成封闭成管状,无腭齿。前人对尼罗巨蜥(Varanus niloticus)和与之体型和生态习性相似的泰加巨蜥(Salvator merrianae)的功能学研究显示,眶后缘开放与否与嗅管开放与否在机械功能性上可能为两个互补的特征。巨蜥科演化过程中眼眶后缘开放提高了头骨的取食效率,而封闭额骨下的嗅管来抵消眼眶后缘开放产生的应力增加。腭齿消失指示巨蜥的舌头可能发生了由辅助食物在口腔内的移动向感知空气中化学成分的功能演化,但始祖巨蜥等化石属种中显示这一演化过程可能是复杂的。
 
本研究得到了国家自然科学基金,中科院战略先导科技专项(B类)以及中国科学院青年创新促进会的支持。
 
原文链接:https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0041 
 
相关报道:这件5200多万年前的化石 如何破解巨蜥起源扑朔迷离之谜?
 
(化石网整理)据中新网北京2月9日电(记者 孙自法):作为有鳞类动物中最成功的演化支系之一,巨蜥科因其成员多体型硕大、起源之谜扑朔迷离而广受关注。
 
中外科学家合作团队对一件产自中国湖北、约5600-5200万年前的巨蜥科基干新属种“李氏始祖巨蜥”的化石进行研究认为,李氏始祖巨蜥补充了巨蜥科蜥蜴亚洲起源说的证据链,说明亚洲存在由巨蜥型类向巨蜥科演化的过渡阶段。
 
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)2月9日向媒体发布消息说,关于李氏始祖巨蜥化石及有关巨蜥类演化的研究成果论文,已由该所科研人员董丽萍、王元青、赵祺、王原与英国、瑞士同行合作完成,并以封面文章在最新一期国际学术期刊《英国皇家学会自然科学会报B辑》(Philosophical Transactions of the Royal Society B)发表。
 
论文通讯作者兼第一作者、中科院古脊椎所副研究员董丽萍当天接受中新社记者采访介绍说,巨蜥科现生代表仅有巨蜥一属,共80多种,分布在亚洲、非洲、大洋洲,巨蜥属的体形相似,但却有着非常高的形态和生态多样性:从体长两、三厘米的丹皮尔巨蜥到现生最大的蜥蜴——3米多的科莫多龙,澳大利亚已灭绝的古巨蜥体长可达5米。它们有的长于爬树,有的擅于游泳,食性也千差万别,昆虫、青蛙、鸟蛋、小型和大型哺乳动物,甚至螃蟹、浆果都能成为食物。此外,现生蜥蜴中与巨蜥亲缘关系最近的婆罗蜥因仅分布于婆罗岛和隐蔽的生活习性,又为巨蜥属增加一丝神秘感。
 
她指出,巨蜥科起源于晚白垩世(距今约1亿年-6600万年)时分布于欧亚大陆上的巨蜥型类,如亚洲腹地戈壁沙漠中就产出多种保存良好的巨蜥型类化石,但巨蜥属的起源却仍有很大争议,有亚洲起源、非洲起源以及冈瓦纳起源几种不同假说。由于迄今确切的巨蜥属化石记录来自新近纪早期(距今约2000万年),因此,古近纪(距今约6600万年-2300万年)这一时期是由巨蜥型类向巨蜥科演化的重要阶段。不过,古近纪巨蜥类化石材料多只保存为零散的椎体,唯一保存完好者是名为萨尼瓦蜥的几件骨架,但这些材料来自现已无巨蜥类分布的北美,使得巨蜥属的起源之谜更加扑朔迷离。
 
中科院古脊椎所王元青研究员领导的哺乳动物野外团队于2008年在湖北李官桥盆地的始新世地层中发现一件蜥蜴骨架化石,经过精心修理、高精度计算机断层扫描(CT)和系统的对比研究后认为,它代表了巨蜥科的一个新属种,并将其命名为李氏始祖巨蜥,属名始祖巨蜥源自该属种与巨蜥属的系统关系,种名取自中国已故著名古哺乳动物学家李传夔教授的姓氏,以纪念他在李官桥盆地开展过很多重要科研工作。
 
董丽萍表示,李氏始祖巨蜥长约1米,在巨蜥类中是属于中等大小的种类,它具有很多巨蜥科的典型特征,包括外鼻孔后移、吻端加长,齿列位于眼眶之前,犁骨成长棒状,下颌具有灵活的颌间关节,椎体具有明显的髁前收缩。同时,李氏始祖巨蜥与巨蜥属也有明显的区别,如额骨下的嗅管不封闭,眼眶后缘由轭骨和后眶骨封闭,腭面上长有两排小牙,肩带的开孔减少等。
 
李氏始祖巨蜥最特别的特征是它的前后肢(近中段、不包括手和脚)长度相近,这与所有巨蜥类都不同,巨蜥类中后肢明显长于前肢,在能够双足站立的属种中尤其明显。前后肢几乎等长在整个有鳞类中也十分少见,说明李氏始祖巨蜥可能采取了一种特殊的运动模式,至少与其同时代的萨尼瓦蜥不同。骨组织学分析显示,李氏始祖巨蜥的骨组织学特征与楔齿蜥相似,正型化石标本所代表的个体在5岁时达到性成熟,死时16岁。
 
据了解,本项研究中,基于形态对比和系统发育分析,合作研究团队还探讨了巨蜥科中一些取食功能相关特征的演化:在巨蜥科基干成员中眼眶后缘封闭、额骨下的嗅管开放,同时还保留有腭齿,至冠群巨蜥属中骨质眶后缘开放、额骨下的嗅管成封闭成管状,无腭齿。
 
前人对尼罗巨蜥和与之体型和生态习性相似的泰加巨蜥的功能学研究显示,眶后缘开放与否与嗅管开放与否在机械功能性上可能为两个互补的特征。巨蜥科演化过程中眼眶后缘开放提高了头骨的取食效率,而封闭额骨下的嗅管来抵消眼眶后缘开放产生的应力增加。腭齿消失指示巨蜥的舌头可能发生由辅助食物在口腔内的移动向感知空气中化学成分的功能演化,但李氏始祖巨蜥等化石属种中显示,这一演化过程可能是复杂的。

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