学生发现带锯齿的小型化石——改写了哺乳动物的进化历史

一名学生在多塞特郡进行化石探寻实地考察时,有了惊人发现:一块属于此前未知哺乳动物物种的1.45亿年前颌骨,该动物长有剃刀般锋利的牙齿。借助CT扫描、3D打印技术及专家分析,这块化石被证实为奇异诺瓦克拉齿兽——一种与恐龙同时代生活的多瘤齿兽类。这是该地区一个多世纪以来首次发现此类化石,其保存状态和锋利齿结构为早期哺乳动物演化提供了新见解——这一切都源于一次海滩漫步和敏锐的观察力。

利用CT扫描进行"数字牙科手术",分离出单个牙齿进行详细研究

朴次茅斯大学的一名学生发现了一种新史前哺乳动物物种,其历史可追溯至1.45亿年前的贝里亚阶,为理解与恐龙共存过的早期哺乳动物的多样性提供了新见解。

22岁的古生物学本科生本杰明·韦斯顿在多塞特郡斯沃尼奇附近杜尔斯顿湾的悬崖进行野外考察时,做出了这一重大发现。他发现的这块下颚骨化石代表了一种全新的多瘤齿兽物种——这是一种已灭绝的早期哺乳动物类群,以其后齿上 distinctive 的小结节而闻名。

这块16.5毫米长的颌骨特点是前部有一个长而尖的门齿,接着是一段齿隙,然后是四颗锋利的前臼齿。虽然表面上类似兔子的下颌骨,但其尖状门齿和独特的前臼齿表明它属于多瘤齿兽类群。

这一发现发表在《地质学家协会会刊》上,标志着自维多利亚时代以来在斯沃尼奇发现的第一块多瘤齿兽下颌骨,其独特的尺寸和形状证实它完全是一个新物种。

"当我在海滩上发现这块下颌骨时,我立刻对它是什么有所猜测,但没想到这个发现会把我带向何方,"本·韦斯顿说。"我非常感谢团队和大学帮助我迈出了进入学术古生物学领域的第一步。"

指导这项研究的罗伊·史密斯博士和名誉教授戴维·马蒂尔,邀请了史蒂夫·斯威特曼博士提供专业知识。斯威特曼博士曾是朴次茅斯的学生,现在是名誉研究员,专门研究怀特岛和珀贝克地区罕见的早白垩世哺乳动物化石。

这并不是第一次有学生在多塞特郡有一次千载难逢的发现。2017年,本科生格兰特·史密斯从斯沃尼奇附近悬崖裸露的岩石中回收了人类最早祖先的两个新物种的化石。

斯威特曼博士说:"这是一项非凡的发现,让我想起了格兰特发现那些异常的真兽类哺乳动物牙齿的时候。当我第一次看到格兰特的标本时,我惊掉了下巴——而看到本的多瘤齿兽下颌骨时,我的反应完全一样。杜尔斯顿湾不断让我们本科学生获得如此重要的哺乳动物发现,这真是太不可思议了。"

先进技术揭示隐藏细节

这块脆弱的化石带来了挑战,岩石碎块掩盖了关键细节。大学先进的CT扫描能力对研究至关重要。电气与机械工程学院的高级科学官查尔斯·伍德博士利用CT扫描揭示了岩石内部的标本,由于化石和岩石之间的对比度,扫描结果非常出色。

随后,该团队与现在阿布扎比(阿联酋)工作的前朴次茅斯古生物学学生杰克·基恩合作,他负责对CT扫描数据进行数字处理。几小时内,基恩就通过数字技术移除了所有周围的岩石,并进行了"数字牙科手术",分离出单个牙齿以便详细研究。

利用这些数字文件,大学技术学院3D打印实验室的首席技师约翰·费恩利制作了放大十倍的复制品,使得能够安全地研究珍贵的化石,而无需冒损坏风险。

 

介绍 Novaculadon mirabilis

这个新物种被命名为Novaculadon mirabilis,其中"novacula"描述其剃刀般的后齿,"mirabilis"则指该标本奇迹般的保存状态。

朴次茅斯古生物学学生哈姆扎·伊姆兰创作了一幅艺术重建图,将该动物描绘成一种小型、毛茸茸的生物,并推测性地添加了斑点和条纹。

化石证据表明,Novaculadon mirabilis 是杂食动物,可能以小型无脊椎动物(如蠕虫和昆虫)为食。其尖锐的门齿和带脊、叶片状的前臼齿表明其进食策略与现代啮齿动物(如松鼠和大鼠)不同。

名誉教授戴维·马蒂尔反思了这项研究的合作性质:"现在回过头看,这项发现发表后,我很惊讶竟然有这么多人来描述这种小型哺乳动物。我特别感激的是,所有团队成员要么是大学的工作人员,要么是在校或往届学生——这真正体现了团队合作精神,汇集了来自三个不同院系的学者、技术人员、校友和拥有不同才能的学生。"

这项研究展示了早期哺乳动物如何在恐龙主宰地球时开辟了生态位。尽管多瘤齿兽在导致恐龙灭绝的事件中幸存下来,但它们最终在大约3300万年前的渐新世时期灭绝了。

多瘤齿兽目代表了中生代哺乳动物中最多样化的目,已知有200多种,体型从小鼠到海狸大小不等。这些哺乳动物在其1.3亿年的进化历史中占据了各种生态位,从穴居到类似松鼠的树栖攀爬者。

这一发现进一步提升了朴次茅斯在古生物学研究领域的声誉,并证明了本科生野外考察在推动科学知识进步方面的价值。

朴次茅斯大学的古生物学(荣誉)理学士学位提供独特的实践学习体验,这得益于其靠近怀特岛(因其丰富的化石遗产而被称为"恐龙岛")的地理位置。学生受益于频繁前往世界著名化石遗址(如怀特岛和侏罗纪海岸)的实地考察,获得实践经验以补充课堂学习。

该课程由伦敦地质学会认证,结合了尖端设施、专业教学和灵活的"连接学位"结构,允许学生进行带薪实习或间隔年自主创业,为毕业生从事科学、咨询或博物馆工作做好准备。