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科研进展

甘肃兰州盆地发现大量中小型剑齿虎类揭示后猫类动物的系统演化

发表日期:2022-12-09来源:放大 缩小

  剑齿虎亚科是猫科动物中犬齿特化增大的一个类群,其巨大的犬牙极具威慑力,为人们所熟知。事实上,这些犬牙非常发达的剑齿虎只是剑齿虎大家族中的一部分。在剑齿虎最繁盛的晚中新世时期(1100-530万年前),占据剑齿虎类多样性主体的是一类被称作后猫(metailurine felids)的动物。相比起体型巨大,犬牙夸张的剑齿虎族,后猫类的体型较小(一般从猞猁到美洲豹大小),犬牙明显比剑齿虎要小,头骨则一般更加浑圆,外观上反而和现代猫亚科的动物近似,占据了类似的生态位。后猫类动物早在1924年就发现于我国北方地区,后来有多次报道,但是很少有研究系统讨论东亚地区的后猫和欧洲乃至非洲,北美相关物种的关系,其迁徙,演化和分类系统都有诸多不明之处。

  近日,古脊椎所毕业生江左其杲和bat365在线官网登录王世骐研究员等人,以及英良石材自然历史博物馆的同行合作,共同完成了兰州盆地北部永登邢家湾动物群的后猫类动物研究。研究识别出永登动物群有4种后猫类动物共存,包括舒氏副剑齿虎Paramachaerodus schlosseri,英良副剑齿虎Paramachaerodus yingliangi,永登吉猫Yoshi yongdengensis,精灵吉猫Yoshi faie。永登邢家湾动物群的后猫类在种一级与保德和临夏盆地差异较大,该动物群发现过剑齿象类,为中新世末和上新世华北常见的象类,指示该动物群时代较晚,为中新世最晚期。

  论文厘定了后猫类多个属种的形态特征,发现过去欧洲广泛归入后猫属Metailurus的材料的形态和保德的模式标本差异很大,但和副剑齿虎较为接近。通过系统对比,认为后猫属为东亚地区特有的属种,其特征为头骨非常短高,额头高度扩展,而副剑齿虎的特征为头骨相对地平,额头中等扩展,二者的牙齿特征则较为接近,不容易区分。吉猫过去被认为头骨短圆,眶后收缩很弱而与其他后猫类区分,这次的新种,永登吉猫则支持吉猫的头骨眶后收缩只是小吉猫和葛氏吉猫的特征,而头骨短圆也与后猫属Metailurus很难区分,因此这些都并非属征。吉猫真正稳定的属征为犬齿相对较小,前臼齿齿冠较高且附尖一般相对不发育,裂齿相对纤细。所以过去认为是吉猫的一些关键特征(头骨短圆,眶后收缩微弱)并不能作为吉猫的属征,但牙齿特征仍然支持吉猫为有效属。精灵吉猫Yoshi faie为目前发现的最小的后猫类成员,犬齿尤其小,其个体大小与形态都和现代的猞猁有些类似,可能代表剑齿虎亚科朝着捕杀小型猎物方向演化的一次尝试。

  过去河南新安发现的马氏锐剑虎Pontosmilus maximiliani曾经被归入副剑齿虎Paramachaerodus。论文发现Pontosmilus的形态和Paramachaerodus的模式种,Paramachaerodus schlosseri差异非常明显,其犬齿具有明显的锯齿,颊齿也有微弱的锯齿,P4具有明显的前外附尖,牙齿非常细长且原尖趋于退化,这些特征都和副剑齿虎不符,应该为有效属。伊朗地区发现的东方锐剑虎Pontosmilus orientalis曾经被认为是舒氏副剑齿虎的早出同物异名。对其形态特征的回顾认为该物种更符合Pontosmilus的特征,这样锐剑虎属Pontosmilus就包含2个物种,即Pontosmilus maximilianiPontosmilus orientalis,二者与副剑齿虎并不属于同一个演化支系,可能与剑齿虎族有着更加密切的联系。

  通过系统发育分析,研究人员发现过去曾经被独立为原巨颏虎的Paramachaerodus ogygia形态与欧亚副剑齿虎和模式种舒氏副剑齿虎十分接近,属于后猫类动物的祖先类群,并从形态差异较小和使用方便的角度建议将该属并入副剑齿虎。吉猫,后猫,祖剑虎和恐猫都源于副剑齿虎这个主干支系并不同程度的特化。副剑齿虎本身为多系群,但是考虑到该属代表后猫类中不特化的类群集合,在实际操作上很难拆分成不同属,因此从使用方便大家角度仍然建议保留该属。北美的祖剑虎牙齿结构和舒氏副剑齿虎十分接近,且时代,地理相连,可能有直接的演化关系,但北美的材料目前仅限于下颌和下牙齿,仍然有待更完整材料的发现。

  论文对后猫类的演化和分类提出了较为新颖的观点,并首次尝试实现后猫类种一级别的系统演化分析,但仍然有很多属种的材料较为残破或发表年代很早,图版不清楚而无法确定部分特征,其中的细节问题还有待将来更加深入的研究。

  本文受到青藏高原二次科考项目和中国科学院先导项目等支持。

  原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10914-022-09622-8

1. 永登吉猫和精灵吉猫化石

 

2 舒氏副剑齿虎和英良副剑齿虎化石

3 剑齿虎类系统发育

4.永登邢家湾动物群物种,从左到右:1.舒氏副剑齿虎,2.翁氏鬣型鼬鬣狗,3.师氏印度熊,4.马氏锐剑虎和后麂,5.林氏上新犀,6.哈氏大唇犀,7.精灵吉猫,

8.恐近剑齿虎和后裂爪蹄兔,9.祖鹿,10.三趾马,11.剑齿象,12.英良副剑齿虎,13.永登吉猫

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