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内蒙古二连盆地始新世貘类研究获进展,内蒙古

内蒙古二连盆地是我国重要的古近纪化石地点,自美国自然历史博物馆上世纪20年代组织的“第三中亚考察团”首次对该地区考察、发掘以来,已有近百年的研究历史。二连盆地沉积了从晚古新世至早渐新世几乎连续的陆相沉积,并产有丰富的哺乳动物化石,其中奇蹄类是最常见、也是较为丰富的一类,在始新世哺乳动物群中占据优势地位。著名的蒙古鼻雷兽和沙拉木伦小巨犀骨架即产自内蒙古二连盆地的乌拉乌苏地点。亚洲始新世哺乳动物分期以及我国陆相始新世年代地层框架都主要以二连盆地相对应的岩石地层单位和哺乳动物群为基础,这更突显了二连盆地在我国甚至亚洲古近纪哺乳动物化石研究中的重要地位。但由于陆相沉积的复杂性,以往的研究中对二连盆地地层的划分、对比存在一些混淆或错误,从而导致了哺乳动物群组成存在“混层”的现象;这也使得与其他化石地点以及洲际对比存在不确定性。

位于内蒙古中部的二连盆地在我国古哺乳动物化石研究中占有举足轻重的地位。上世纪20年代,美国自然历史博物馆中亚考察团先后五次对这一地区进行了考察,解放后,中苏考察队、内蒙古地质局、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等又对这一地区进行了考察和发掘。丰富的化石,几乎连续的陆相沉积,也使二连盆地不同层位所产出的古哺乳动物群成为亚洲古近纪哺乳动物分期的基础。近年来,中科院古脊椎所王元青课题组联合美国自然历史博物馆研究员孟津,连续对二连盆地进行了系统的考察和发掘,并发表了一系列有关啮齿类、兔形类和奇蹄类等的研究成果。

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所白滨、王元青、李茜等和美国自然历史博物馆孟津在《美国博物馆通讯》(American Museum Novitates)上发表了对内蒙古二连盆地奇蹄类化石和生物地层学研究的最新进展。该研究主要依据“第三中亚考察团”W. Granger的野外记录,结合最近几年所采集到的新标本,系统总结和厘清了二连盆地已经报道的所有奇蹄类化石每一个种、几乎每一件标本的产出层位和地点,并以此为基础,结合其他啮齿类、兔形类等化石,讨论了二连盆地一些长期富有争议的生物地层和岩石地层对比等相关问题。包括呼和勃尔和剖面是否有呼尔井组、乌兰希热组和伊尔丁曼哈组的对比,沙拉木伦组上、下段和上覆乌兰戈楚组关系,以及二连盆地沉积最为连续的额尔登敖包剖面的岩石和生物地层对比。同时,主要依据奇蹄类化石,重新修订了始新世亚洲哺乳动物分期和北美哺乳动物分期的对比方案,认为以往归入到晚始新世的乌兰戈楚期应该和北美中始新世晚期的Duchesnean相对比。并根据对二连盆地不同时期奇蹄类多样性的研究,认为从中始新世早期到晚始新世奇蹄类的多样性逐渐降低,可能与始新世全球气温逐渐变冷的趋势相关。

最近,该课题组以白滨为第一作者在《美国博物馆通讯》(American Museum Novitates)上发表了关于沼貘研究的最新进展,并对相关的化石地点位置进行了讨论。

该项研究获中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、现代古生物学和地层学国家重点实验室以及美国自然历史博物馆古生物部Frick基金资助。

貘类与马类和犀类,以及已经灭绝的雷兽和爪兽,同属奇蹄类,现生貘类仅有一属四种,分布于东南亚和中南美洲,以具有可以伸缩的、较长的鼻子为特点。沼貘科(Helaletidae)属于貘超科中已经灭绝的类群,始新世时曾广泛分布于亚洲和北美。以往亚洲的沼貘化石仅有牙齿材料,所以对一些属种的归属一直存有争议。此次新报道的沼貘化石采自内蒙古二连盆地伊尔丁曼哈组,包括了较为完整的Paracolodon fissus头骨和Desmatotherium mongoliense上颌,尤其是Paracolodon材料首次为亚洲的沼貘提供了头骨上的信息。Paracolodon头骨的主要特点包括:上颌骨具有侧槽(lateral trough)从眼眶前缘一直向上延伸到顶面的眶后突,额骨顶面具有内槽(medial trough),矢状脊向前延伸到额骨,岩骨上跨岬沟(transpromontorial sulcus)位于内侧;这些特征表明Paracolodon是不同于北美的属种,而伊尔丁曼哈组两种沼貘在头骨上的不同特征已达到属一级的区别。基于73个形态特征,19个分类单元,文章对分布于北美和亚洲沼貘科化石进行了系统发育分析,结果支持了内蒙古的Paracolodon fissus和蒙古阿尔丁敖包的Paracolodon inceptus构成姐妹群,而Desmatotherium mongoliense和北美的D. intermedius构成姐妹群。但遗憾的是Paracolodon fissus的头骨材料并没有保存吻端,所以其是否具有和现生的貘相类似的鼻子并不清楚。文章同时总结了已发表的产自伊尔丁曼哈组的奇蹄类化石,认为亚洲哺乳动物分期中的伊尔丁曼哈期相当于北美尤因他期的早、中期。最后,结合野外考察和中亚考察团的野外记录,进一步明确了中亚考察团“马捷茨营地”应该靠近都和敏勃尔和平台东缘,并重新厘清了中亚考察团以“马捷茨营地”为参照点、位于呼和勃尔和平台相关化石地点的位置。

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该项研究得到了国家自然科学基金、现代古生物学和地层学国家重点实验室以及中科院青年创新促进会资助。

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图1. 内蒙古二连盆地常见奇蹄类化石:貘类 A, Lophialetes expeditus; B, Paracolodon fissus; 巨犀 C, Pappaceras meiomenus; D, Juxia sharamurenensis; 两栖犀 E, Rostriamynodon grangeri; F, Sharamynodon mongoliensis; 雷兽 G, Protitan grangeri; H, Embolotherium andrewsi. 比例尺:10 cm.

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图1. Paracolodon fissus头骨侧面,腹面

图2. 额尔登敖包剖面奇蹄类化石的地层分布和延续。

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图2. Paracolodon fissusDesmatotherium mongoliense在沼貘科中的系统发育位置

图3. 内蒙古二连盆地早始新世至早渐新世奇蹄类多样性的变化和全球温度变化曲线的对应关系,以及始新世亚洲哺乳动物分期和北美哺乳动物分期的对比。灰色、蓝色、绿色和桔色分别代表貘超科、犀超科、雷兽和爪兽。

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