科学家摸清鳐鱼如何在3.6亿年前的大灭绝事件中通过进化幸存下来

科学家摸清鳐鱼如何在3.6亿年前的大灭绝事件中通过进化幸存下来灭绝事件发生之后,在一个被称为石炭纪的时期,曾经稀有的鳐鱼在鱼类物种中占据了相当大的比例。这些新的石炭纪鱼类也显示出表明更多样化的饮食和游泳风格的特征。然而,今天(11月17日)将发表在《自然生态学与进化》杂志上的一项新研究表明,这种转变可能并不像对化石记录的字面解读所表明的那样明显。初步看来,多样性的突然爆发似乎有一个长期的、但以前未被发现的导火线。Palaeoneirosclackorum的头骨和肩带资料来源:哈佛大学比较动物学博物馆在这项研究中,研究人员调查了大约3.7亿年前晚泥盆纪时期的一个微小化石标本。该化石被命名为Palaeoneirosclackorum,是一个多世纪前在美国宾夕法尼亚州发现的。它以前很少受到关注,因为它的尺寸只有2.2英寸(55毫米)长,太小而无法通过常规手段进行研究。然而,利用CT扫描技术,研究小组能够得以窥视化石微小的头骨内部,并发现显示Palaeoneiros在鱼类家族树上的位置的特征。令他们惊讶的是,它显示了在泥盆纪的鳐鱼中没有发现的特定内部细节,而是石炭纪的年轻物种的典型特征。这意味着鳐鱼在泥盆纪时期更早地开始了多样化,在头部的内部结构上积累了微小但重要的变化。这些变化发生在石炭纪期间出现的外在明显的变化之前,包括全新形状的牙齿和具有高度适应性的身体,形状像鳗鱼和天使鱼。首席研究员SamGiles博士说。"这些发现推翻了以前关于泥盆纪和石炭纪边界附近物种多样化的假设。它显示了一个更为复杂的情况,其中,我们可以看到从一个时期到另一个时期的广泛多样化和生存的暗示,而不是只有少数的幸存者。"这些结果表明,对其他被忽视的化石的进一步调查可能会提供更多关于鲼鱼如何应对泥盆纪末期的灭绝的线索。贾尔斯博士和她的同事们希望对他们已经确定的其他标本采用类似的方法,目的是为了更好地了解这个关键时期。贾尔斯博士说:"化石记录为我们提供了一个非凡的机会,让我们看到生物学如何对重大环境危机做出反应。我认为我们越来越接近于弄清楚这个壮观的多样化群体的崛起与地球历史上最灾难性的灭绝之一的关系,或者说是否如此。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333125.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1333125.htm

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令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线科学家们对中国新发现的一个棘齿类物种的年龄感到震惊。这一发现是最古老的无争议的有颌鱼,比第一个棘齿鱼的身体化石早了大约1500万年。研究人员的发现最近发表在《自然》杂志上。从数以千计的微小骨骼碎片中重建的新塑梵净山鱼,以著名的联合国教科文组织世界文化遗产梵净山命名,这是一种奇异的鱼类,具有外部骨质"盔甲"和多对鳍刺,使其有别于活着的颚鱼、软骨鲨鱼和鳐鱼,以及骨质鳐鱼和叶鳍鱼。来自中国科学院、曲靖师范大学和伯明翰大学的一个研究小组对梵净山鱼的检查显示,该物种在解剖学上接近于统称为刺鲨的已灭绝的刺"鲨"群。与现代鲨鱼不同的是,棘齿类动物的肩部有皮肤骨化现象,这种现象在有颌鱼类中原始存在。重建海洋中的梵净山鱼效果图梵净山鱼的化石遗骸是在中国贵州省石阡县荣西地层的骨床样本中发现的。这些发现提供了可核实的证据,证明主要的脊椎动物群在所谓的"鱼类时代"开始的4.2亿年前就已经开始了多样化。科学家们发现了使梵净山鱼区别于其他所有已知脊椎动物的特征。它的胸骨、胸骨前和骨盆前的刺与真皮肩胛骨板融合成一个整体。此外,人们发现肩板的腹侧部分延伸到胸鳍棘的后缘。该物种拥有独特的躯干鳞片,这些鳞片的冠部是由一排类似牙齿的元素(odontodes)组成的,上面有不规则的结节状脊。奇怪的是,在鳞片中记录了齿状物的生长,但在真皮骨架的其他部分,如鳍刺中却没有。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)的朱敏教授说:"这是已知解剖学最古老的有颌鱼。新的数据使我们能够将梵净山鱼置于早期脊椎动物的系统发育树中,并获得关于导致重要脊椎动物适应性(如颚、感觉系统和成对的附属物)起源的进化步骤的急需信息。"从一开始,科学家们就清楚地知道,梵净山鱼的肩部腰部及其鳍刺阵列,是确定这个新物种在早期脊椎动物进化树上的位置的关键。出乎意料的是,梵净山鱼的骨骼化石显示了广泛的吸收和重塑的证据,这些证据通常与包括人类在内的骨质鱼类的骨骼发育有关。首席作者、曲靖师范学院的研究员普拉门-安德烈夫博士说:"这种程度的硬组织改造在软骨鱼类中是前所未有的,这个群体包括现代软骨鱼类和它们的灭绝祖先。这说明在有颌鱼多样化开始时,矿化骨架的发育可塑性比目前了解的要大"。梵净山鱼的吸收特征在孤立的主干鳞片中最为明显,这些鳞片显示出牙状的冠状元素的脱落和鳞片基部的真皮骨的移除。薄片标本和断层扫描片显示,这个吸收阶段之后是替代冠状元素的沉积。令人惊讶的是,这种骨骼重塑的最接近的例子是在已灭绝的和活着的骨鱼的牙齿和皮牙(denticles)中发现。然而,在梵净山鱼中,吸收并不像在骨鱼中发生的那样以单个牙齿或齿条为目标,而是去除一个包括多个鳞片齿条的区域。这种奇特的替换机制与有颌脊椎动物典型的牙齿/齿条替换相比,更接近于骨骼修复。重庆鱼类化石库是世界上唯一的早期新石器时代的拉格斯塔特,它保存了完整的、从头到尾的颌骨鱼类,为窥视大量出现的"鱼类的黎明"提供了一个无与伦比的机会。对梵净山鱼的系统发育假说采用了从可观察到的特征中得出的数字矩阵,证实了研究人员的最初假设,即该物种代表了原始软骨鱼类的一个早期进化分支。这些结果对我们了解有颌鱼的起源时间具有深远的意义,因为它们与形态学上对软骨鱼和骨鱼共同祖先年龄的估计相一致,将其追溯到大约4.55亿年前,在一个被称为奥陶纪的时期。这些结果告诉我们,缺乏奥陶纪有颌鱼的无可争议的遗迹,可能是由于对相当古老的沉积物序列取样不足。他们还指出,在与梵净山亚种同时期的地层中,对牙齿、下颚和有关节的脊椎动物化石有强烈的保存偏见。"这个新发现使现有的脊椎动物进化模型受到质疑,因为它大大缩短了有颌鱼类从其最接近的无颌祖先中出现的时间框架。"伯明翰大学的IvanJ.Sansom博士说:"这将对我们如何评估早期脊椎动物的进化率以及这些群体的形态和分子变化之间的关系产生深远影响。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331527.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1331527.htm

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科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石

科学家发现活跃于1.5亿年前的鳐鱼物种Aellopobatisbavarica化石Aellopobatisbavarica:新发现的物种,完整的化石仅产于德国。该物种也是所有物种中体型最大的,可长到170厘米。资料来源:Türtscher等人(2024年,图4)这项研究极大地扩展了人们对这些古老软骨鱼类的了解,并提供了对过去海洋生态系统的进一步认识。在她的新研究中,维也纳大学古生物学研究所的古生物学家朱莉娅-蒂尔茨彻(JuliaTürtscher)研究了侏罗纪晚期的52种鳐鱼化石。这些鳐鱼化石距今已有1.5亿年的历史,当时欧洲大部分被海洋覆盖,只有少数几个岛屿,相当于今天的加勒比海。侏罗纪晚期的标本对科学家来说尤为珍贵,因为它们是已知保存完整的最古老的鳐鱼标本之一。由于浑身软骨的鳐鱼化石通常只会保留牙齿,这种罕见的骨骼发现为了解鳐鱼的早期演化提供了令人兴奋的线索。尽管人们对这些保存异常完好的化石(来自德国、法国和英国)已经了解了一段时间,但它们在很大程度上还未被探索过。Türtscher的研究首次对这些鳐鱼的体形变化进行了全面分析。古生物学家JuliaTürtscher在慕尼黑巴伐利亚州古生物学和地质学收藏馆,馆内展出了几件鳐鱼新物种的标本。资料来源:PatrickL.Jambura研究结果表明,晚侏罗世全形态(完全保存)鳐鱼的种类比以前想象的要多。Türtscher说:"到目前为止,晚侏罗世仅确认了3种全形鳐鱼,但由于这项研究,现在共确认了5种鳐鱼。"根据他们的分析,研究人员确认了讨论已久的第四个物种,并记录和介绍了一个以前未被发现的新鳐鱼物种:Aellopobatisbavarica。这种鳐鱼可以长到170厘米长,以前被认为是体型更小的法国Spathobatisbugesiacus(60厘米长)的大型形态。然而,通过对骨骼结构和身体形状的详细分析,科学家们能够证明Aellopobatisbavarica是一个独立的物种。新的研究结果还表明,这五种鳐鱼出现在非常有限的地区,但作者并不愿意妄下结论说这五种鳐鱼可能是地方特有物种:Türtscher解释说:"对标本牙齿形态的进一步研究,以及随后与其他地点的孤立牙齿进行比较,可能有助于重建晚侏罗世鳐鱼的古地理分布。"这项新研究的结果不仅有助于了解上侏罗世鳐鱼的生物多样性和进化情况,而且对鉴定仅从孤立的牙齿中得知的鳐鱼物种化石具有直接影响。关于这些迷人动物的不断新发现,为我们了解过去海洋生态系统的动态提供了洞察力,并凸显了保存完好的化石在重建我们的地质历史中的重要性。"我们只有同时了解一个族群的过去,包括它的进化、它对随时间变化的环境因素的适应,以及这个族群在进化史上所面临的灭绝,才能对活着的物种得出准确的结论。古生物学知识使我们能够更好地了解物种进化和灭绝背后的动态,从而帮助我们为当今的濒危物种制定更有效的保护措施",第二作者、维也纳大学古生物学研究所的PatrickL.Jambura说。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425051.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425051.htm

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科学家们发现了地球远古时期隐藏的第6次大灭绝现象

科学家们发现了地球远古时期隐藏的第6次大灭绝现象现在,一项新的研究表明,这些失踪的化石指向了地球上最早的已知大规模灭绝事件。这些最早的大型复杂动物群落因全球氧气急剧减少而死亡--这一发现可能对受到人类活动威胁的现代海洋生态系统有影响。"这代表了动物化石记录中公认的最古老的大灭绝事件,"研究的主要作者、弗吉尼亚理工大学的博士后研究员ScottEvans说。"它与所有主要的大规模灭绝事件一致,都与气候变化有关。"动物至少已经经历了五次大规模灭绝的进化考验。有奥陶纪-硅谷纪和泥盆纪大灭绝(分别是4.4亿年和3.65亿年前),它们杀死了许多海洋生物。然后是二叠纪-三叠纪-也被称为"大灭绝"-和三叠纪-侏罗纪灭绝(分别在2.5亿年和2.1亿年前),这些灭绝影响了海洋脊椎动物和陆地动物。最近的一次大灭绝,大约在6600万年前的白垩纪末期,消灭了大约75%的植物和动物,包括非鸟类恐龙。一段时间以来,是否应该在这个名单上再增加一次大规模灭绝,一直是古生物学家们的一个公开议题。科学家们早就知道5.5亿年前化石多样性的突然下降,但不清楚这是否是由于一个突然的大规模灭绝事件。一个可能的解释是,早期的三叶虫--有盔甲的海洋节肢动物开始与震旦纪动物群竞争,导致后者消亡。另一个可能的解释是,震旦纪动物群继续生存,但保存这一时期化石的必要条件只存在于5.5亿年前。"人们认识到在这个时候生物群发生了变化,"埃文斯说。"但是对于原因可能是什么存在重大疑问。"为了回答这些问题,埃文斯和他的同事汇编了一个其他研究人员以前在科学文献中描述的震旦纪化石数据库,按照地理位置、身体大小和进食方式等因素对每个条目进行分类。该小组对生活在5.5亿年前的70个动物属进行了编目,发现其中只有14个属在1000万年后仍然存在。他们注意到保存化石所需的条件没有明显的变化,也没有发现摄食模式的那种差异,这表明震旦纪动物由于与早期寒武纪动物(如三叶虫)的竞争而灭绝。已灭绝的埃迪卡拉化石Dickinsonia(左)和相关但罕见的Andiva(右)的印象,来自南澳大利亚的NilpenaEdiacara国家公园。但是在这些幸存的生物中,有一个共同点:相对于体积而言,身体的表面积很大,这可以帮助动物应对低氧条件。这一观察结果,结合5.5亿年前氧气减少的地球化学证据,表明震旦纪可能已经在海洋中的低氧供应造成的大规模灭绝事件中结束。研究人员于11月7日在《美国国家科学院院刊》上在线发表了他们的发现。"研究报告的共同作者、弗吉尼亚理工大学地质生物学教授ShuhaiXiao(在新标签中打开)说:"我们研究了选择性模式--什么灭绝了,什么幸存了,以及什么在灭绝后繁荣了。事实证明,不能应对低氧水平的生物体被选择性地清除了。"为什么氧气水平在埃迪卡拉时代的晚期急剧下降,仍然是一个谜。埃文斯说,火山爆发、构造板块运动和小行星撞击都有可能,还有一些不太戏剧化的解释,如海洋中营养水平的变化。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332983.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332983.htm

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考古学家总结在大灭绝中幸存下来的哺乳动物的特征

考古学家总结在大灭绝中幸存下来的哺乳动物的特征地球历史三叠纪时期远古哺乳动物近亲Thrinaxodon的生命重建图。Thrinaxodon的大小和形状与现代水貂相似,与推断出的被称为犬齿兽的古代哺乳动物近亲的祖先的大小接近,而且它可能与该祖先一样偏爱动物性食物。资料来源:AprilNeander6600万年前,一颗小行星撞击地球,引发了一场毁灭性的大灭绝。恐龙(除了少数鸟类)和许多哺乳动物全部灭绝。但一些小型哺乳动物幸存了下来,为今天所有哺乳动物的诞生奠定了基础。几十年来,科学家们一直认为,哺乳动物及其近亲之所以能在充满挑战的时代(如大灭绝时期)幸存下来,是因为它们是通食性动物,能够吃几乎任何东西,并能适应生活中的任何情况。一项对经历过多次大灭绝的哺乳动物家族树的新研究显示,幸存下来的物种并不像科学家们想象的那样广泛:相反,拥有新的和不同的特征可能是在大灾难之后取得成功的关键。"'物竞天择,适者生存'的观点可以追溯到19世纪,传统观点认为,一般化的动物最不容易灭绝。但我们发现,与它们后来的后代相比,那些幸存下来的动物往往只是在事后看来比较通化。"菲尔德博物馆麦克阿瑟古哺乳动物馆馆长、10月5日发表在《自然生态与进化》杂志上的这项研究的资深作者KenAngielczyk说:"就当时而言,它们实际上是相当先进的动物,它们的新特征可能有助于它们生存,并提供了进化的灵活性。"两只远古哺乳动物近亲或合龙的头骨,显示了两只主要合龙进化分化的祖先的大致推断体型。来自地球历史二叠纪的瓦拉龙(下图),其大小与所有类人猿的祖先差不多。来自地球历史侏罗纪的摩根古龙(上图)与恐龙时代大多数哺乳动物和现代哺乳动物的祖先大小差不多。瓦拉龙和摩根古顿龙都以其他动物为食。图片来源:KenAngielczyk拍摄"以前的想法是,每当一个新的哺乳动物群体进化时,一开始都会有一种小型的通食动物,因为当灾难来临时,这些动物就能继续前进--它们可以藏在任何地方,可以吃周围的任何东西,"芝加哥哥伦比亚学院助理教授、菲尔德博物馆研究助理、本研究的共同第一作者斯宾塞-海勒特(SpencerHellert)说。"在大灭绝中幸存下来的哺乳动物不会是像熊猫这样只能吃竹子的专家。"俄勒冈理工学院助理教授戴维-格罗斯尼克尔(DavidGrossnickle)是这项研究的共同第一作者,他于2019年发表了一项研究,强调了小型食虫哺乳动物往往是在包括恐龙灭绝事件在内的挑战性时期幸存下来的品系,并且是重大物种多样化的先驱。他找到海勒特和安杰尔克,想看看这种趋势是否适用于早期的哺乳动物及其祖先。海勒特创建了一个庞大的类群家系,哺乳动物是类群中最后幸存的成员。这棵家族树是有史以来最大的化石树之一,它考虑到了科学家们以前为这个类群制作的所有家族树。这种方法是一种更正规、更严谨、更可重复的方法,可以从大量的树中总结信息,而不是随便挑几棵树粘在一起。安吉尔奇克说:"如果没有庞大的家谱,我们就无法测试这个想法,同时还有关于动物饮食和体型的一般信息。然后,我们研究了随着时间的推移,类人猿的五次主要进化辐射发生了什么。当新的灾难导致这些物种中的大多数灭绝时,这一过程就会重演。"包括共同作者格雷姆-劳埃德(GraemeLloyd)和克里斯蒂安-卡默勒(ChristianKammerer)在内的研究人员发现,类人猿进化的故事并非"小而不专的生存"。在某些情况下,体型较大的合趾目动物才得以幸存,而且胜出者并不仅仅是吃昆虫的通才。"我们感到非常惊讶--哺乳动物从小型食虫动物向大型类群的辐射已经得到了证实,所以当我们回溯到类人猿的历史时,我有点期待看到这一点。当我们回到过去时,这种模式开始消失了。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388603.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1388603.htm

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化学研究显示人类祖先生活在恐龙之中并在小行星撞击中幸存下来

化学研究显示人类祖先生活在恐龙之中并在小行星撞击中幸存下来布里斯托尔大学和弗里堡大学的研究人员对化石记录的深入分析表明,胎盘哺乳动物,包括人类、狗和蝙蝠等物种,在白垩纪时期进化,在恐龙灭绝之前与它们短暂共存。(与这位艺术家的描述不同,最早的胎盘哺乳动物被认为类似于小花栗鼠)。胎盘哺乳动物的化石仅在年龄小于6600万年的岩石中发现,即小行星撞击地球时,这表明该群体是在大灭绝之后进化的。然而,分子数据长期以来一直表明胎盘哺乳动物的年龄较大。在《当代生物学》杂志上发表的一篇新论文中,布里斯托大学和弗里堡大学的古生物学家团队对化石记录进行了统计分析,确定胎盘哺乳动物起源于大灭绝之前,这意味着它们与恐龙曾经共存很短的时间。然而,直到小行星撞击之后,胎盘哺乳动物的现代谱系才开始进化,这表明恐龙消失后,这一类动物能更好地实现多样化。研究人员收集了胎盘哺乳动物群体的大量化石数据,这些数据可以追溯到6600万年前的大规模灭绝。布里斯托尔地球科学学院的主要作者艾米丽·卡莱尔说:“我们收集了数千块胎盘哺乳动物的化石,并能够看到不同群体的起源和灭绝模式。基于此,我们可以估计胎盘哺乳动物何时进化。”合著者丹尼尔·西尔维斯特罗(弗里堡大学)解释说:“我们使用的模型根据谱系首次出现在化石记录中的时间以及谱系随时间变化的物种多样性模式来估计起源年龄。它还可以根据该群体灭绝时的最后一次出现来估计灭绝年龄。”共同作者、同样来自布里斯托尔的PhilDonoghue教授补充道:“通过研究起源和灭绝,我们可以更清楚地看到K-Pg大规模灭绝或古新世-始新世极热期(PETM)等事件的影响。”灵长类动物(包括人类谱系)以及兔形目(兔子和野兔)和食肉目(狗和猫)被证明是在K-Pg大灭绝之前进化的,这意味着我们的祖先与恐龙混居。在小行星撞击中幸存下来后,胎盘哺乳动物迅速多样化,这可能是由于失去了与恐龙的竞争而导致的。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368475.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1368475.htm

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