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科研进展

重庆云阳似卞氏兽内颅感觉神经系统研究新进展

发表日期:2025-06-15来源:放大 缩小

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所毛方园课题组,联合重庆古生物研究院、国家自然博物馆、美国历史博物馆等单位,对在重庆云阳中侏罗统新田沟组及下沙溪庙组发现的较完整的似卞氏兽未定种(Bienotheroides sp.)化石标本展开了深入研究,其中包括一件颅骨和一件下颌骨。研究团队采用高精度CT扫描、三维重建等技术手段,对似卞氏兽的神经感觉系统(包括颅内模、内耳和部分脑神经)特征进行了细致分析。该成果在国际期刊Papers in Palaeontology发表。

似卞氏兽最早被描述于孙艾玲所整理的杨钟健遗著(1982)中,其典型特征为具有缩短的吻部、极度退缩的上颌骨和高大的颧弓,属于犬齿兽亚目(Cynodontia)进步颌兽类(Probainognathia)中的三列齿兽科(Tritylodontidae)。截至今日,似卞氏兽的化石已广泛发现于中国重庆、四川、新疆、湖北等多个省份,是中国分布最广、化石标本数量最多的三列齿兽类之一。本研究中的似卞氏兽未定种作为重庆云阳恐龙动物群的重要伴生成员之一,其研究为四川盆地中侏罗世三列齿兽类的形态学和系统学研究提供了新证据。

似卞氏兽未定种颅内模重建(侧视图,比例尺2cm) 

研究发现,像大多数其它进步颌兽类一样,似卞氏兽具有膨大的嗅球、伸长的前脑、短而垂直延伸的后脑和较细的垂体等形态特点。然而,它也展现了一些非常独特的神经解剖学特征。在早期犬齿兽中,颅内模是一个整体,缺乏左右脑半球的区分,在进步颌兽类中,颅内模则被一条贯通前后的中央沟完全区分为左右两个脑半球;而这件似卞氏兽标本则展现了介于二者之间的形态:中央沟存在,但仅延伸至前脑的一般长度处便消失不见,左右脑半球的区分不完全。同时,在早期犬齿兽类中,颅内模的后背角处一般会存在一个强烈凸出的“未骨化区”,这一区域在生前可能填充有软骨和血管(上矢状窦、横窦等),在进步颌兽类中,这一区域往往强烈退化,甚至消失不见。而这件似卞氏兽标本再次展现出了介于二者之间的形态,其未骨化区发育程度适中,有着向后背角轻度凸起的弧形轮廓。此外,似卞氏兽还具有颅内模整体呈水平放置、前后端基本位于同一高度,脑桥位置较高且与垂体完全分开、小脑旁绒球极不发育等特征,这些特征在犬齿兽类中都是非常独特的。

似卞氏兽未定种左侧岩骨与内耳重建(比例尺左侧1cm,右侧0.5cm)

除了颅内模以外,研究人员还首次重建了似卞氏兽的内耳和12对脑神经中的11对。似卞氏兽的内耳呈现出进步颌兽类的典型特征,包括相对较长但并未产生弯曲的耳蜗和完全朝向外侧的前庭窗。似卞氏兽的脑神经则大多沿颅内模的腹面从前至后依次松散排列(嗅神经除外,其位于颅内模背面,嗅球顶部),其中三叉神经的半月神经节是头骨中最大的神经节,而面神经和听神经则部分共用了内耳道作为其通路,其中前者具有膨大的膝状神经节,后者则在远端分叉为前庭支和耳蜗支,并连接到内耳。另外,研究人员还追踪和重建了三叉神经在头骨中的多个远端分支,上颌神经和下牙槽神经等,明确了这些神经的形态信息。

似卞氏兽(F)与其它犬齿兽类内颅形态对比

脑指数(Encephalization Quotient,EQ)是衡量脑容量相对大小的一个度量,即一定体重的动物,其实际脑容量与预期脑容量的比值,可以用来估量动物的智力。通过基于多种不同测量标准的运算,研究人员发现似卞氏兽的脑指数相对偏低,低于大部分进步颌兽和哺乳型类(Mammaliaformes)的数值,但和一些横齿兽类比较相近。同时,内耳的测量分析表明,似卞氏兽的耳蜗在非哺乳型犬齿兽类中相对较长,代表它们可能具有较好的听力。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的硕士研究生任纪澄和重庆古生物研究院王萍为并列第一作者,任纪澄与毛方园研究员为共同通讯作者。此项研究得到重庆自然科学基金(CSTB2022NSCQ-MSX1537)、国家自然科学基金(42122010; 42072002)和中国科学院青年创新促进会优秀会员(Y2023017)的联合资助。

原文链接: https://doi.org/10.1002/spp2.70021

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