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Science: 人类等哺乳类祖先或是小型有蹄兽

本帖最后由 Ryan 于 2013-3-1 10:07 编辑

人类等哺乳类祖先或是小型有蹄兽
纽约时报中文网
人类和其他哺乳动物的共同祖先可能是一只大致上老鼠大小的动物,体量不超过半斤,有毛茸茸的长尾巴,而且以昆虫为食。
在一项有关哺乳动物系统树的长达六年的综合研究中,科学家确定并重现了他们称之为该树最丰富而且多样的分支的最可能的共同祖先,这个分支上的动物在子宫里通过胎盘养育后代。研究结果似乎支持这样一种观点,即在大约6600万年前的全球物种大灭绝中,只有非鸟类恐龙全部灭亡,哺乳动物才有机会繁荣发展。
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2013-2-27 13:12

Illustration by Carl Buell

一幅艺术家创作的有胎盘类祖先。研究者称,这只以昆虫为食的小型动物最有可能是很多哺乳动物的共同祖先,这些种类的哺乳动物属于哺乳动物系统树中最丰富多样的亚纲。

科学家一直在寻找这样一个共同的系谱连接,他们在化石记录中一个无足轻重的样品上找到了它:学名为Protungulatum donnae的原始有蹄兽,这个物种此前鲜为人知,所以没有通俗的名字。但正如研究人员于周四发表在《科学》杂志上的报告中所指出,该物种具有胎生的几个解剖学特征,其存在先于所有的胎盘哺乳动物,是5400多种现存物种——从鼩鼱到象、从蝙蝠到鲸、从猫到狗,乃至人类——的祖先。
一组研究人员称,该发现为搞清早期哺乳动物的形态和时序提供了重要的见解,也演示了一个新的系统作为演化生物学工具处理大量化石和基因数据的能力。预期在未来数年里,这一强有力的新技术将被广泛用于植物、昆虫、鱼类以及鸟类的类似研究。
艺术家用画笔给这个动物增添了一点姗姗来迟的声望,它看上去一点不像这么多哺乳动物的祖先。(但是不包括有袋类动物,比如袋鼠和负鼠,也不包括单孔目动物和产卵哺乳动物,比如鸭嘴兽。)
该项目的一名带头人和报告的主要作者、长岛石溪大学(Stony Brook University)的莫琳·A·奥利里(Maureen A. O'Leary)写道,基因数据和解剖学数据表明,该物种出现在白垩纪末期大灭绝之后的20万年到40万年间。那时,温顺动物取代了大型食肉动物(如霸王龙),快速占领了地球。
奥利里说,那之后的200万到300万年间,现代胎盘哺乳动物目的早期成员大量出现,以至于研究者们开始用爆炸模型描述哺乳动物演化。这个共同祖先出现的时间比仅靠基因数据估计出的时间晚了逾3600万年。
尽管一些小型的原始哺乳动物生活在白垩纪大型爬行动物的阴影下,但科学家没有找到证据来支持一个早前的假说,即多达39个哺乳动物谱系从那个时期存活下来,进入了大灭绝之后的世界。他们说,只有胎盘哺乳动物的干谱系似乎挺过了大灭绝的灾难,这场灾难和小行星撞击地球后的气候变化有关。
研究小组通过把化石证据与DNA编码的基因数据相结合,判别了该共同祖先在早期胎盘哺乳动物中的地位。科学家发现,这个原始有蹄兽具备一些与足期胎生有关的特征,它有双角子宫和胎盘,母血经胎盘与围绕胚胎的细胞膜密切接触,就像人类一样。
科学家说,由于这个祖先出现的时间相对较晚,因此否定了有人曾提出的一种推测,即大约1.2亿年前冈瓦纳超大陆(Gondwana)的分裂,是哺乳动物多样化的一个直接因素。该共同祖先的证据是在北美洲发现的,但这个动物也可能在其他大陆上存在过。
这个发现所用的数据库叫MorphoBank,公众可以访问该数据库,有用来分析迄今最大的现存和已灭绝哺乳动物图片和数据的先进软件。"数据库帮助我们更好地发挥自己的专长,"解剖学家奥利里在一次采访中说。
约翰·R·威布尔(John R. Wible)是匹兹堡卡内基自然历史博物馆(Carnegie Museum of Natural History)的哺乳动物部主任,也是这个研究项目的22名成员之一。他说,"分析4500种特征的力量"让科学家能够探索"哺乳动物解剖学的所有方面,从头骨和骨架到牙齿、内脏、肌肉,甚至毛皮形态",来确定共同祖先可能的模样。
这项研究主要由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助,是其"构建生命之树"项目(Assembling the Tree of Life)的一部分。其他科学家来自石溪大学、美国自然历史博物馆(American Natural History Museum)和卡内基博物馆,也有来自佛罗里达大学(University of Florida)、田纳西大学查塔努加分校(University of Tennessee at Chattanooga)、路易斯维尔大学(University of Louisville)、加州波莫纳的健康科学西部大学(Western University of Health Sciences)和耶鲁大学(Yale University)的研究者,以及来自加拿大、中国、巴西和阿根廷的研究者参加。
约翰·盖特希(John Gatesy)是加利福尼亚大学河边分校(University of California, Riverside)的一名演化生物学家,他熟悉这项研究,但不是报告作者。他说,这个共同祖先的复原"很合理,也很酷"。他说,研究者们"用他们极其庞大的分析推测出这个最早的胎盘哺乳动物的形态,如果把这种方法用在生命树更多的分支点上将会很有意思",包括寻找土豚、大象和海牛等的早期祖先。
但盖特希说,把胎盘哺乳动物的出现时间定在白垩纪之后"肯定会引起争议,因为这比根据分子钟估计出来的时间要晚得多,并意味着位于生命树底部的、用分子钟估算出来的长分支可能会被缩短。"


Science 8 February 2013:Vol. 339 no. 6120 pp. 662-667DOI: 10.1126/science.1229237

The Placental Mammal Ancestor and the Post–K-Pg Radiation of Placentals

Maureen A. O'Leary1,3,¶, Jonathan I. Bloch2, John J. Flynn3, Timothy J. Gaudin4, Andres Giallombardo3, Norberto P. Giannini5,*, Suzann L. Goldberg3, Brian P. Kraatz3,6, Zhe-Xi Luo7,†, Jin Meng3, Xijun Ni3,‡, Michael J. Novacek3, Fernando A. Perini3,||, Zachary S. Randall2, Guillermo W. Rougier8, Eric J. Sargis9, Mary T. Silcox10, Nancy B. Simmons5, Michelle Spaulding3,11, Paúl M. Velazco5, Marcelo Weksler3,§, John R. Wible11, Andrea L. Cirranello1,3

To discover interordinal relationships of living and fossil placental mammals and the time of origin of placentals relative to the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) boundary, we scored 4541 phenomic characters de novo for 86 fossil and living species. Combining these data with molecular sequences, we obtained a phylogenetic tree that, when calibrated with fossils, shows that crown clade Placentalia and placental orders originated after the K-Pg boundary. Many nodes discovered using molecular data are upheld, but phenomic signals overturn molecular signals to show Sundatheria (Dermoptera + Scandentia) as the sister taxon of Primates, a close link between Proboscidea (elephants) and Sirenia (sea cows), and the monophyly of echolocating Chiroptera (bats). Our tree suggests that Placentalia first split into Xenarthra and Epitheria; extinct New World species are the oldest members of Afrotheria.



发表:
http://www.sciencemag.org/content/339/6120/662.abstract?sid=a1d6e439-71c9-4427-8c48-582c0ca182a0

第一次见到蹄子可以分为五半。
极品猥琐凤凰眼镜生物党棍左棍五毛愤青爱国
eight代 poor农 root正 shoot
蹄子是不是应该理解为角质物?图画中的是不是应该理解为爪子更贴切?
人类是神创造的
神类是人创造的
极品猥琐凤凰眼镜生物党棍左棍五毛愤青爱国
eight代 poor农 root正 shoot
中华侏罗兽(学名:Juramaia sinensis)是一种已灭绝的哺乳动物,生活在晚中侏罗世(卡洛夫阶至巴通阶),距今约1.6亿年。[1]2009年中华侏罗兽的化石发现于中国辽宁省建昌县玲珑塔地区的髫髻山组,发现者是中国地质科学院地质研究所季强博士,化石现藏于北京自然博物馆。[2]化石保存了一个长约2.2厘米的不完整头骨、部分头后骨架,以及毛发等软组织的印痕。[3]

化石的研究由美国卡内基自然史博物馆的罗哲西领衔的团队完成,论文发表在2011年8月25日出版的《自然》杂志上。[1]该物种的属名“Juramaia”意为“侏罗纪的母亲”,种加词“sinensis”意指其发现地中国。根据其臼齿和前臼齿的数目和齿尖的排列,以及前肢和腕部的特征,罗哲西等人将其归类为真兽类动物[4],这使得真兽类动物的化石记录从此前的1.25亿年(同样发现于中国辽宁省的攀援始祖兽)向前推进了3500万年。[2][3]这表明真兽类最迟在1.6亿年前就与其他哺乳动物类群分化,这一数据与此前DNA分子钟分析的数据相吻合。不过也有学者认为该物种或许代表了与真兽类和后兽类的共同祖先接近的类群。[
物变天汰,余者生存
始祖兽(学名Eomaia)是一种已灭绝的哺乳动物,有可能是真兽下纲的最早祖先。

始祖兽的化石是在中国辽宁的义县组发现,可追溯至下白垩纪的巴列姆阶。这个标本长10厘米及差不多完整,估计重量为20-25克。这个化石完好的保存了1亿2500万年。虽然头颅骨被理扁,但它的牙齿、脚骨、软骨及其毛皮都可以看见。





始祖兽的化石,可见其毛皮。
根据古生物学家所指,始祖兽并非胎盘类哺乳动物,而是分支中更早期及原始的代表。[1]它的狭小臀部显示它们会生出幼兽,但却未曾完全发展,由此可见它们没有完整的胎盘。

始祖兽有上耻骨,这是在真兽下纲中非常不寻常的。相反,这是有袋目、单孔目及非哺乳类的兽孔目的特征。[2]

始祖兽有真兽下纲祖先的一般齿式,即5.1.5.3/4.1.5.3。它有5颗上门齿、4颗下门齿及5颗前臼齿。不过这不是现今真兽下纲的一般齿式,现今的真兽下纲各有3颗上下门齿及4颗前臼齿。

从268个主要中生代哺乳动物分支及白垩纪真兽下纲主要的科中,始祖兽与Murtoilestes及Prokennalestes一同被置放真兽下纲演化树的底部。[2]明显的,这三类都与胎盘类较与有袋目接近。始祖兽因齿列、手腕及脚跟的几个衍征而被分类在真兽下纲。
物变天汰,余者生存
2# 一统浆糊

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=why-do-most-species-have

Why do most species have five digits on their hands and feet?


Michael Coates, associate professor in the department of Organismal Biology and Anatomy at the University of Chicago and co-editor of Evolution & Development, explains.

The condition of having no more than five fingers or toes--in this context, 'most species' means a subgroup of jawed vertebrates--probably evolved before the evolutionary divergence of amphibians (frogs, toads, salamanders and caecilians) and amniotes (birds, mammals, and reptiles in the loosest sense of the term). This event dates to approximately 340 million years ago in the Lower Carboniferous Period. Prior to this split, there is evidence of tetrapods from about 360 million years ago having limbs bearing arrays of six, seven and eight digits. Reduction from these polydactylous patterns to the more familiar arrangements of five or fewer digits accompanied the evolution of sophisticated wrist and ankle joints--both in terms of the number of bones present and the complex articulations among the constituent parts.

Early evolutionary experiments in hexa- or octodactyly (that is, creatures having six or eight digits) were associated with rather simple limb skeletons, much like those present in the flippers of modern whales and dolphins. This might provide a functional clue about one of the reasons for digit number reduction, which is related to the functional demands of simple "walking" limbs. Unlike paddles, such limbs have to provide purchase on a range of substrates, provide the platform for an efficient push-off and allow some rotation relative to the lower and upper limb bones as the rest of the body travels onward. In the very few instances of secondarily evolved polydactylous limbs from the fossil record, the phenomenon is associated with aquatic taxa. The classic instance of this is in the paddles of ichthyosaurs, extinct fishlike marine reptiles that lived more than 65 million years ago.

Is there really any good evidence that five, rather than, say, four or six, digits was biomechanically preferable for the common ancestor of modern tetrapods? The answer has to be "No," in part because a whole range of tetrapods have reduced their numbers of digits further still. In addition, we lack any six-digit examples to investigate. This leads to the second part of the answer, which is to note that although digit numbers can be reduced, they very rarely increase. In a general sense this trait reflects the developmental-evolutionary rule that it is easier to lose something than it is to regain it. Even so, given the immensity of evolutionary time and the extraordinary variety of vertebrate bodies, the striking absence of truly six-digit limbs in today's fauna highlights some sort of constraint. Moles' paws and pandas' thumbs are classic instances in which strangely re-modeled wrist bones serve as sixth digits and represent rather baroque solutions to the apparently straightforward task of growing an extra finger. Patterns of six (or more) digits can be achieved by laboratory-based developmental manipulations, some of which concern changes in gene activity that probably reflect transformations involved in the fin-to-limb evolutionary transition. Here might lie another part of the reason for the prevalence of five: pleiotropy, or the multiple effects of genes upon more than one physical characteristic. For instance, Hand-Foot-Genital syndrome is a rare condition in which, as the name implies, the genito-urinary tract and the limbs are malformed. Crucially, the genes responsible are within the set of those involved in digit number and patterning. Therefore, although this tells us nothing directly about the significance of digit number, it indicates something important about developmental stability: the mechanisms involved in patterning the tips of our limbs include those involved in our reproductive success. Thus, tweak at your peril.
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