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[科普中國]-板齒犀

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板齒犀古哺乳動物的一屬。屬犀科。它們體型巨大,是有史以來最大的有角犀牛,即使放到整個犀牛家族來說,它們也僅小于無角犀中的巨犀,但巨犀屬于巨犀科,因此板齒犀屬于犀科。它的牙齒像現(xiàn)今的馬,可能是吃矮小的植物。

摩爾多瓦。它于上新世晚期的中亞出現(xiàn),其起源可能與中國犀有關(guān)。古板齒犀及裴氏板齒犀生活在上新世晚期至更新世早期的中國東部,估計于約160萬年前消失。俄羅斯最古老的板齒犀物種是生存在上新世晚期黑海的高加索板齒犀。板齒犀在東歐生存至更新世中期。亦有說法認(rèn)為存在到晚更新世。

特性描述

板齒犀的形態(tài)特征產(chǎn)生了兩個有關(guān)它們出現(xiàn)及棲息地的假說。第一個是較為廣泛接受,指板齒犀是大型的長毛動物,前額有大角,但是卻未曾發(fā)現(xiàn)這角的化石。而基于它們幼長的四肢,估計是生活在廣闊的草原。另一個則基于板齒犀的牙齒及頭顱骨形態(tài),指它同時也是生活在河岸帶的群落生境。因為板齒犀沒有犬齒及發(fā)展完好的外側(cè)突,顯示它們的頭部會向外側(cè)移動,可能是來吃草的。另外它的齒列亦是高冠齒,顯示其食物中有礦物顆粒,而這些顆粒往往都在濕潤泥土的植物中找得到??茖W(xué)界多認(rèn)同其生活在干冷草原地帶,啃食硬草。

考古發(fā)現(xiàn)

在中國,德日進等曾報道了在泥河灣發(fā)現(xiàn)的板齒犀的一塊牙齒碎片和幾件肢骨,但未進行詳細(xì)的描述和深入的討論(Teilhard de Chardin and Piveteau,1930)。

周明鎮(zhèn)(1958) 又根據(jù)山西的零星材料建立了板齒犀的兩個新種。不過,中國的這些板齒犀材料都被Antoine (2002,2003)歸入到E. caucasicum 中。在俄羅斯的西伯利亞南部曾發(fā)現(xiàn)過相當(dāng)豐富的E. sibiricum 的化石材料,其中包括不少完整的頭骨(Fischer,1808,1809)?!×硪环矫?,最早發(fā)現(xiàn)于亞速海南岸地區(qū)的E. caucasicum 材料不多,主要是一些孤立的牙齒和齒列,肢骨特別少(Borissiak,1914)。在天津自然博物館收藏的泥河灣化石標(biāo)本中有一些桑志華采集的板齒犀的肢骨材料,以遠(yuǎn)端肢骨為主。此前在中國的板齒犀類方面只有對通古爾的西班牙犀( Hispanotherium) 部分肢骨的研究發(fā)表(CerdeÌo,1996)。描述和討論了泥河灣的板齒犀肢骨材料,包括1 件橈尺骨(THP 20355) 、3 件腕舟骨(THP 20325,20326,20336) 、2 件月骨(THP 20328,20337) 、1 件三角骨(THP 20338) 、2 件小多角骨(THP 20330,20341) 、4 件鉤骨(THP 20333,20327,20329,20339) 、3 件第三掌骨(THP 20342,20343,20332) 、2 件第四掌骨(THP 20318,20319) 、3 件距骨(THP 20303,20308,20310) 、1 件跟骨(THP 20311) 、2 件跗舟骨( THP 20305,20322) 、2 件骰骨( THP 20304,20306) 、2 件第二蹠骨(THP 20316,20317)。早更新世早期的泥河灣動物群中已知包括云簇犀( Dicerorhinus yunchuensis) 、泥河灣披毛犀( Coelodonta nihowanensis) 和E. caucasicum 三種犀牛,但前兩種犀牛的體型遠(yuǎn)小于板齒犀,所以僅從肢骨的尺寸上就可以很好地區(qū)別它們。泥河灣的這批材料增加了對E. caucasicum 的了解,它與E. sibiricum 在肢骨方面有很多相似性狀,如橈骨上容納腕伸肌的溝寬深,第三掌骨前視可見對頭狀骨關(guān)節(jié)面,第四掌骨的近端關(guān)節(jié)面呈三角形,第五掌骨退化,掌骨上附著腕伸肌的止端顯著,距骨對腓骨的關(guān)節(jié)面傾斜、距骨頸低到中等、滑車與遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面的夾角輕度傾斜、對蝸突關(guān)節(jié)面具長大的舌狀延伸、對載距突關(guān)節(jié)面與對跟骨的外下關(guān)節(jié)面分離,跟骨對脛骨關(guān)節(jié)面存在、跟結(jié)節(jié)粗大、附著腓長肌的止端平滑,肢骨細(xì)長,掌骨的中央直嵴低平、骨干上附著骨間肌的止端長但無遠(yuǎn)端后側(cè)結(jié)節(jié)。

較完整的板齒犀化石發(fā)現(xiàn)于俄羅斯,中國等地,中國最完整的板齒犀化石是發(fā)現(xiàn)于陜西旬邑縣馬欄鎮(zhèn)西塬村的個體,身長近5米,肩高超過3米,現(xiàn)展覽于旬邑大象犀?;^。最大的板齒犀個體為一個破碎頭骨,保留長度

種類差異

兩種板齒犀也存在一些差別,如E. caucasicum 的尺骨遠(yuǎn)端沒有對橈骨的第二關(guān)節(jié)面,而E. sibiricum 有; E. caucasicum 的鉤骨未顯示有第五掌骨與其關(guān)節(jié),而E. sibiricum 鉤骨上對第五掌骨的關(guān)節(jié)面還與對三角骨的關(guān)節(jié)面聯(lián)合; E. caucasicum 距骨上對腓骨的關(guān)節(jié)面凹陷,而E. sibiricum 平坦。對比已知的少量E. caucasicum 肢骨,泥河灣標(biāo)本在性狀和尺寸上與其完全一致,進一步證明將這些標(biāo)本歸入E. caucasicum 是可信的。從泥河灣材料了解到板齒犀屬的一些未知性狀,如骰骨近端呈三角形、跗舟骨頂視呈矩形、距骨的寬/ 高比達1. 21、厚/ 高比達0. 74、對骰骨關(guān)節(jié)面具后側(cè)突起等。此前的支序分析表明Elasmotherium是板齒犀類中最進步的一個屬,泥河灣標(biāo)本所顯示的大多數(shù)性狀確實是進步的,但仍然有一些原始性狀。在板齒犀的兩個種中,E. caucasicum 可能比E. sibiricum 更進步,不過這兩個種實際上相當(dāng)接近。板齒犀類不是一個豐富的犀科類群,然而特別的是在中國有較多的發(fā)現(xiàn),包括幾個大型的屬,如Elasmotherium 、中華板齒犀( Sinotherium) 、副板齒犀( Parelasmotherium) 、寧夏犀( Ningxiatherium) 和伊朗犀( Iranotherium),但都很少有肢骨化石發(fā)現(xiàn)。將泥河灣的材料與已知的少量Parelasmotherium 和Iranotherium 的肢骨相比,顯示后兩個屬不比Elasmotherium 進步,這與對它們系統(tǒng)關(guān)系的分析結(jié)果吻合。E. caucasicum 細(xì)長的遠(yuǎn)端肢骨與其高冠和釉質(zhì)褶皺豐富的頰齒相一致,指示它是干曠草原的硬草取食者。

親緣類群

板齒犀亞科出現(xiàn)于中新世,而板齒犀屬約出現(xiàn)于上新世末,其間還演化出其他各色類群

戈壁犀屬(Gobitherium)

大小類似蘇門犀,生活于中新世,沒有明顯的角,屬于原始板齒犀亞科動物,發(fā)現(xiàn)于中國北方和蒙古。

西班牙犀屬(Hispanotherium)

大小類似黑犀,生活于中新世的亞歐兩大洲,只有一只很短的獨角,是早期板齒犀亞科化石發(fā)現(xiàn)較多的類群。

肯尼亞犀屬(kenyatherium)

類似于西班牙犀,唯一發(fā)現(xiàn)于非洲的板齒犀亞科動物,僅發(fā)現(xiàn)過牙齒化石。

副板齒犀屬(Parelasmotherium)

大小介于白犀牛和亞洲象之間,中國特產(chǎn)屬,共3種,發(fā)現(xiàn)于陜西山西一帶,這個階段的板齒犀亞科動物已有大獨角但頭部較扁,說明獨角大小尚未發(fā)展到一定水平。

寧夏犀屬(Ningxiatherium)

類似于副板齒犀屬,共有兩種,也稱寧夏板齒犀。

伊朗犀屬(Iranotherium)

發(fā)現(xiàn)于伊朗和中國西部,生存于晚中新世,雄性鼻骨較厚,包括摩根氏伊朗犀一種。

中華板齒犀屬(Sinotherium)

體型近似于非洲象,在體型和進化程度上都最接近于板齒犀屬,生活于中新世末上新世的中國西部和哈薩克斯坦,共有兩種,化石較少,最完整化石是哈薩克斯坦發(fā)現(xiàn)的完整下頜骨。

生存假說

一般相信板齒犀已經(jīng)滅絕,但是根據(jù)瑞典的百科全書及科學(xué)作家維利·萊(Willy Ley)所述,板齒犀有可能生存至俄羅斯鄂溫克族的傳說出現(xiàn)。另外,中世紀(jì)的阿瑪?shù)隆ひ帘痉ǖ绿m(Ibn Fadlan)亦記載了一種像板齒犀的動物。

像獨角獸的板齒犀模擬圖。一些人指其實獨角獸傳說其實就是未滅絕的板齒犀,因為板齒犀的形態(tài)像獨角獸的描述,但根據(jù)板齒犀完整化石推測,這種現(xiàn)象是不成立的。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)

揭開“獨角獸”板齒犀的起源之謎1

2013年05月10日 10:36
  來源:化石網(wǎng)

摘要: 中華板齒犀生態(tài)環(huán)境復(fù)原(陳瑜繪) 拉氏中華板齒犀頭骨化石(鄧濤供圖) 板齒犀類頭部和角的進化(陳瑜繪) 已絕滅的真板齒犀(Elasmotherium)在其額骨上具有一只2米長的角,它一直 ...0人參與0條評論

中華板齒犀生態(tài)環(huán)境復(fù)原(陳瑜繪)

拉氏中華板齒犀頭骨化石(鄧濤供圖)

板齒犀類頭部和角的進化(陳瑜繪)

已絕滅的真板齒犀(Elasmotherium)在其額骨上具有一只2米長的角,它一直生存到更新世末期,古人類將其形象繪制在洞穴壁畫上,由此被認(rèn)為是傳說中“獨角獸”的真實原型。所有其他的板齒犀都有一個或強或弱的鼻角,但真板齒犀似乎失去了其祖先的鼻角而突然獲得了一個龐大的額角。板齒犀類從鼻角到額角的過渡一直很難解釋,因為在具鼻角的祖先和具額角的后代之間存在著巨大的形態(tài)鴻溝。中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的鄧濤研究員等人在最新一期的《科學(xué)通報》英文版上報道了他們在甘肅臨夏盆地的晚中新世紅粘土中發(fā)現(xiàn)的一具大型的拉氏中華板齒犀(Sinotherium lagrelii)頭骨,由此為真板齒犀的起源提供了直接的證據(jù)。

這具中華板齒犀的頭骨發(fā)現(xiàn)于臨夏盆地內(nèi)的廣河縣官坊鄉(xiāng)槐溝地點,年齡約距今700萬年。在此之前,中華板齒犀只有一些破碎的頭骨和下頜骨殘部以及孤立的牙齒發(fā)現(xiàn)于山西保德、哈薩克斯坦和蒙古,其角的發(fā)育狀況一直未知。臨夏盆地新發(fā)現(xiàn)的頭骨證明中華板齒犀有一個向后位移的鼻角和一個較小的額角,因此它既不同于只有一個鼻角的寧夏犀(Ningxiatherium),也不同于只有一個額角的真板齒犀。顯然,中華板齒犀是板齒犀類中從鼻角向額角轉(zhuǎn)變的過渡形態(tài)類型,在進步的板齒犀中建立了進化和動物地理上的聯(lián)系。

中華板齒犀頭骨的鼻額部強烈隆起而粗糙,形成一個巨大而中空的穹窿,這一結(jié)構(gòu)減輕了鼻骨和額骨的重量,與具大型鼻角的板齒犀,如寧夏犀平坦光滑的額骨區(qū)域形成鮮明的對比。中華板齒犀的鼻角角座向后位移到達額骨,并與一個較小的額角角座相連,角的如此組合形式在任何其他的絕滅和現(xiàn)生犀牛中從未出現(xiàn)過。其角座的背面有許多粗大的隆突,起到增加固著強度的作用;腹面有一個骨化的縱向鼻中隔,還有一系列斜向的側(cè)肋,形成桁架結(jié)構(gòu),以加強支撐力,其機制與王蓮的葉片結(jié)構(gòu)相似。

由于中華板齒犀的鼻角變得相當(dāng)龐大,即使有骨化的鼻中隔其鼻骨也無法承受其重量,由此造成鼻角向后位移。它的枕髁異常碩壯,與其他具大型鼻角的板齒犀或體型巨大的巨犀相似。板齒犀增長的頭骨將對頸部產(chǎn)生更大的力矩,在保持大角的前提下,它們有兩種策略來解決:一是鼻角向后位移變成額角,二是長頭型變?yōu)槎填^型。這兩種變化同時發(fā)生在真板齒犀的頭骨上,因此其枕髁小于中華板齒犀,并因頭骨變短而失去了第二前臼齒,而中華板齒犀的第二前臼齒仍然保留。新材料顯示在進步的板齒犀中鼻角逐漸變大并向額骨位移,同時發(fā)育一個較小的額角,最后兩角愈合成一個龐大的額角。這一發(fā)現(xiàn)解釋了真板齒犀額角角座中央為何存在一條明顯的橫向骨縫,現(xiàn)在知道是鼻角角座和額角角座相互愈合留下的痕跡。

在先前的系統(tǒng)發(fā)育分析中,由于缺乏頭骨,拉氏中華板齒犀的位置未能完全確定。臨夏盆地的新發(fā)現(xiàn)顯示包括中華板齒犀和真板齒犀在內(nèi)的單系類群是可信的,而拉氏中華板齒犀是其中的最基干種,成為連接具鼻角板齒犀和具額角板齒犀的中間紐帶。

中華板齒犀是體型巨大的犀牛,體重超過7噸,遠(yuǎn)大于最大的現(xiàn)生犀牛非洲白犀(3.2至3.6 噸)。長型的頭骨、后傾的枕面、發(fā)達的頰齒次級構(gòu)造、厚重的白堊質(zhì)充填和褶皺的釉質(zhì)為中華板齒犀提供了取食硬草和抵抗高纖維食物磨蝕的能力。拉氏中華板齒犀在晚中新世干旱頻繁發(fā)生的中國北部生活于開闊的草原地帶,與其生活在俄羅斯南部潮濕環(huán)境中的后代不同,由此否定了原來認(rèn)為具額角板齒犀的祖先也生活于河畔的推測。

此項研究得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、973項目和國家自然科學(xué)基金重點項目資助。(中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所)