作者:叶满山,叶满山 来源:中国科学报 发布时间:2024/3/6 17:34:30
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无尾类脊椎动物演化历程中性成熟早于骨成熟

 

无尾两栖类(蛙类)作为一种特化的脊椎动物,现生物种有7000多种,分布于全球各个大陆。尽管地质历史时期蛙类化石记录稀少,但早白垩世时期,全球多个大陆均有报道,且其中也不乏保存有软躯体的记录,然而保存有原位卵的蛙类化石实属罕见。

近日,兰州大学地质科学与矿产资源学院杜宝霞教授、布宜诺斯艾利斯大学Gómez Raúl Orencio教授,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所董丽萍副研究员及西北生态环境与资源研究院张明震副研究员等人共同报道了一例产自于中国西北早白垩世地层,体内保存有原位卵的蛙类化石,为揭示无尾两栖类的早期生活史及发育史提供了关键证据。相关研究成果于近日在线发表于学术刊物Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences上。

此次发现的蛙类化石采自于甘肃省酒泉盆地旱峡剖面中沟组顶部,距今约1.15亿年的地层中,化石不仅保存有较完整的骨骼,还保存了软躯体轮廓,尤其是腹腔内明显可见串状及团状的卵子,为揭示早期蛙类的形态特征及发育过程提供了宝贵材料。通过Micro-CT重建和骨骼特征组合分析,确定其为祁连甘肃蟾的副模标本,隐藏在围岩中的下肢骨骼不仅补充了模式种的形态特征,还为推测其运动能力及生活习性提供了重要线索。

通过对祁连甘肃蟾正模及副模标本骨骼形态的详细对比,发现副模标本的额顶骨及腕骨的骨化程度均小于正模标本,表明副模标本处于相对更为年轻的个体发育阶段,而腹腔内卵的存在表明其已经达到性成熟阶段,且腹腔左侧成串排列且明显挤压变形的卵表明其正在通过输卵管。化石恰好记录了一个正在排卵的个体,且可能刚经历过抱对行为。

通过以上研究认为祁连甘肃蟾副模标本是一个骨骼未发育成熟但已达到性成熟的个体,直观的展示了其性成熟早于骨成熟的生长发育特征。尽管这一特征在现代两栖类中广泛存在,但甘肃蟾的发现为此提供了直接化石证据,表明无尾类性成熟早于骨成熟的发育史至少可以追溯到早白垩世,并且可能在无尾类的进化历程中根深蒂固。此外,根据化石的埋藏保存状态,综合沉积环境及现代无尾类死亡原因,推测导致祁连甘肃蟾副模标本死亡的原因是抱对行为后的虚弱或窒息。

目前甘肃酒泉盆地早白垩世地层已报道多种生物化石,反映了一个环境优良的陆相湖泊生态系统,而祁连甘肃蟾的发现不仅丰富了晚中生代亚洲无尾类的多样性,也为重建甘肃酒泉盆地早白垩世陆相湖泊生态系统提供了宝贵材料。


相关论文链接:https://doi.org/10.1098/rspb.2023.2320

  祁连甘肃蟾副模标本(中间)及其腹腔内的卵(两侧)。兰州大学供图。

  祁连甘肃蟾正模及副模标本额顶骨及腕骨骨化程度对比。兰州大学供图。

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早白垩世祁连甘肃蟾生活环境复原。兰州大学供图。

 
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