蝙蝠头骨化石为进化之谜增添了重要组成部分

导读 在所有哺乳动物中,蝙蝠是化石记录最差的动物之一,古生物学家估计约有80%的化石记录缺失。这使得我们很难准确地确定它们何时开始飞行,或

在所有哺乳动物中,蝙蝠是化石记录最差的动物之一,古生物学家估计约有80%的化石记录缺失。这使得我们很难准确地确定它们何时开始飞行,或开始在洞穴中栖息,或发展出利用声音在黑暗中“看到”周围环境的独特方式(称为回声定位)。

但法国古生物学家在一个洞穴中发现了一个保存近乎完美的蝙蝠头骨,其历史可以追溯到大约5000万年前,这为我们对这种古老的假设生物的了解提供了新的线索。

新南威尔士大学悉尼生物地球与环境科学学院的名誉教授苏·汉德是一位在蝙蝠进化方面拥有专业知识的领先古生物学家。她领导了对头骨的分析,发表在《当代生物学》杂志上,研究人员包括法国蒙彼利埃大学的雅各布·莫古斯特博士和梅娃·奥尔利亚克教授,以及英国索尔福德大学的罗宾·贝克教授。

汉德教授表示,在发现这个头骨之前(该头骨是在洞穴中发现的属于已灭绝物种Vielasiasigei的23个独立个体化石之一),化石记录中只存在早期蝙蝠的碎片或完全扁平的骨骼。

“我们对蝙蝠的起源知之甚少,因为我们没有像恐龙和现代鸟类之间那样缺失的联系,”她说。

“最古老的蝙蝠化石距今约有5700万年,它只是来自葡萄牙一处遗址的一颗牙齿——这就是我们所知道的全部。最早的蝙蝠都是从碎片化石中得知的,大部分是牙齿。当蝙蝠出现在化石中时稍晚一点的记录,大约5200万年前,有些蝙蝠是非常完整的,但它们被压扁了。”

虽然这些扁平的标本,用汉德教授的话来说,“保存得很好”,但事实上,它们是被数百万年沉积的岩石层压扁的,因此很难确信地确定它们三个中骨头的确切位置。三维解剖学。当要确定化石是否来自已经使用回声定位的蝙蝠物种时,头骨的详细而精确的解剖结构至关重要。

“在现代蝙蝠中,在声带和耳朵之间有一些骨头,称为舌骨。在所有具有回声定位功能的现代蝙蝠中,其中一根骨头直接接触中耳骨,似乎参与传输高频声音。

“但是在扁平化的化石中,虽然我们可以看到这些不同的骨头,但它们之间的精确关系却存在疑问。这引发了科学家们关于一个物种是否使用回声定位的大量争论。”

未破碎的头骨

但就Vielasiasigei而言,头骨不仅几乎完好无损,而且还以其原始的三维形状保存在石灰岩中,科学家称其为“未破碎的”。

“在这只特殊的蝙蝠中,我们可以更直接地看到内耳深处发生的事情,”汉德教授说。

“我们对内耳骨进行了精细测量,并将其与今天进行回声定位的蝙蝠和不进行回声定位的蝙蝠的内耳骨进行了比较,结果发现它位于那些进行回声定位的蝙蝠的中间。”

汉德教授解释说,并非所有蝙蝠都能回声定位。狐蝠经常出现在悉尼夜空中的植物园、世纪公园和皇家国家公园周围,它们依靠良好的视力来导航和寻找水果,无需回声定位。与此同时,悉尼微型蝙蝠,如东方弯曲蝙蝠、古尔德肉垂蝙蝠和巧克力肉垂蝙蝠,以利用它们发出的高频声音的反馈来导航和捕捉昆虫而闻名。

虽然汉德教授没有得出Vielasiasigei100%确定地使用回声定位的结论,但她表示新证据令人信服。

“非常令人信服的是,一些早期蝙蝠使用的回声定位类型与今天许多回声定位蝙蝠使用的回声定位类型没有什么区别,而且在5000万年前,这远远领先于鲸鱼发展出这种能力。

“在这一发现之前,我们只是真正确定回声定位是在现代蝙蝠家族中发展起来的。”

回到蝙蝠洞

法国团队在法国西南部的洞穴中总共发现了400块骨骼和牙齿化石,代表了23个人。Vielasia并不是今天蝙蝠的直接祖先,但可能与蝙蝠有密切关系,它只是一种小型蝙蝠,未压碎的头骨只有1.8厘米长。

汉德教授说:“一个洞穴里生活着23只奇妙的小蝙蝠,这也使其成为我们所知的世界上最古老的洞穴蝙蝠。”

“我们不认为这些早期的蝙蝠实际上生活在洞穴中。信息是它们生活在湖泊周围的树上和一直延伸到两极的森林中,因为当时的地球非常温暖。”

但是,当这些温室条件在始新世早期后期开始恶化时(大约5000万年前,大约与这只蝙蝠生活的同一时间),温度出现了更加剧烈的波动。

“所以这只蝙蝠可能生活在洞穴里,因为这是一个更加稳定的环境。”

无论对未破碎的维埃拉西亚头骨的分析是否解决了有关早期蝙蝠的回声定位争论,汉德教授都希望它能激发对化石记录的进一步探索。

“我们认为这种蝙蝠的一些特征也可能是现代蝙蝠最后一个共同祖先的特征。所以这很令人兴奋,而且它实际上将成为一个重要的标本,人们将从中获得大量信息并在自己的研究中使用分析。”