基于骨微结构的Suminia getmanovi树栖生活方式新证据:基底二齿兽类的演化适应策略

《Scientific Reports》:Bone microstructure of the basal anomodont Suminia getmanovi supports its arboreal lifestyle

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  编辑推荐:为探究二叠纪基底二齿兽类Suminia getmanovi的树栖假说,德国莱布尼茨演化生物多样性研究所团队通过骨组织学与微结构分析,发现其具有薄骨壁(RBT<18%)、开放髓腔等独特特征,显著区别于陆生近缘种。该研究首次揭示非哺乳类合弓纲的骨微结构适应树栖生活,为早期四足动物生态辐射提供关键证据,发表于《Scientific Reports》。

  

二叠纪大陆生态系统中,二齿兽类(Anomodontia)作为优势植食动物展现出惊人的形态多样性,从鼹鼠大小的穴居种类到象体型的重脚类。然而,关于这类早期合弓纲动物的运动生态学认知仍存在重大空白——特别是德国Vyatka地区发现的Suminia getmanovi,其细长肢体、特化指爪和可对生拇指等特征,曾被推测为已知最古老的树栖四足动物之一。但这一假说缺乏骨微结构证据支持,且现存树栖动物的骨适应性特征在化石记录中尚未系统研究。为此,德国莱布尼茨演化生物多样性研究所的Saskia Nieke团队对Suminia的肢骨开展开创性显微解剖学研究,相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究团队采用多模态技术手段:通过显微CT扫描记录标本三维形态;使用金刚石线锯获取中骨干切片;采用环氧树脂包埋法制备100-80μm厚磨片;运用骨组织学定量分析系统(Bone Profiler)计算相对骨壁厚度(RBT)、全局致密度(Cg)等参数;并对比现生攀援动物数据库。样本来自俄罗斯Kotel'nich地区中/晚二叠世红层中的5件孤立肢骨(KPM 20/99)。

骨比例分析揭示标本属于至少两个亚成年个体(达最大已知个体93.7%)。组织学显示其生长策略与其它二齿兽类一致:幼年期快速生长(富含血管的编织-平行复合骨组织),亚成年期增速减缓(外层出现平行纤维骨与生长停滞线LAG)。但微结构呈现颠覆性特征:所有元素髓腔开放无骨小梁(P≥0.65),RBT<18%(左肱骨13.55%-17.46%,左股骨16.59%-17.41%),显著低于陆生近亲Galeops(RBT>34%)和更基干的合弓类。这种轻量化结构与现生攀援哺乳类(如鼬科)趋同,而体型估算(1.6kg)进一步支持其树栖适应优势。

讨论部分强调三项突破:1)首次证实非哺乳类合弓纲通过骨微结构适应树栖生活,拓展了我们对早期羊膜动物生态辐射的认知;2)揭示二齿兽类生长策略的保守性(快速持续生长)与微解剖结构的可塑性(髓腔开放程度);3)为古生态推断建立新标尺——薄骨壁(RBT<18%)+开放髓腔可作为化石树栖动物的诊断特征。该研究不仅解决了Suminia运动方式的长期争议,更为理解二叠纪生态系统垂直分层提供了关键实证。

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