记者从南京大学获悉，该校史宇坤教授与国内外学者合作，于28日在国际学术期刊《自然·通讯》上发表了一项重要研究成果。研究通过分析一件早白垩世哺乳动物化石，证实约1.25亿年前的小型哺乳动物已经具备明确的半水生适应特征。这也是目前可确认的、最早具备游泳能力的哺乳动物。

  “板尾董尖齿兽”（左）艺术复原图。（南京大学供图）

独特的半水生生态适应

史宇坤介绍，这种新发现的哺乳动物被命名为“板尾董尖齿兽”。它展现出独特的半水生适应特征，是目前已知哺乳动物冠群中最早具有游泳能力的代表。

它的前后足具有发达的侧向扩展结构，与现生鸭嘴兽的蹼足高度相似，说明生前可能长有发达的蹼膜。同时，它的掌骨、跖骨和指趾骨排列能让手指和脚趾向外展开，从而增加划水时与水接触的面积，有利于游泳推进。

但它的尾巴采用了完全不同的结构。化石保存了至少19节尾椎，靠近基部和中段的尾椎具有明显扁平的椎体和较宽的横突，说明尾巴是背腹方向扁平的。不过，它的尾巴并不像现代河狸和鸭嘴兽那样形成宽大的“桨状尾”，而是从基部向末端逐渐变细，更接近现代半水生啮齿类的海狸鼠。

研究团队据此推测，板尾董尖齿兽在水中可能主要靠强壮、宽大且可能带蹼的前足提供推进力，类似现代鸭嘴兽；扁平、逐渐变细的尾巴则更多用于控制方向和稳定身体，类似现代海狸鼠。

换句话说，这只生活在恐龙时代的小型哺乳动物，可能拥有“鸭嘴兽式的手足”和“海狸鼠式的尾巴”，形成了一种此前未知的游泳方式组合。

为了进一步检验这种动物究竟属于哪种运动类型，研究团队选择了124种运动方式已知的现生哺乳动物，对13项与运动功能相关的骨骼指标进行了统计分析，然后将板尾董尖齿兽投射到由现生哺乳动物建立的形态空间中。结果显示，板尾董尖齿兽明确落入半水生哺乳动物形成的形态空间。在这一统计模型中，其半水生运动方式获得了100%的后验概率支持。

此前，一些年代更早的哺乳型动物也被认为具有半水生生活习性。例如侏罗纪的河狸尾兽具有明显的水生适应特征，但其系统分类通常被认为属于更广义的哺乳型动物，而非严格意义上的冠群哺乳动物。板尾董尖齿兽属于真三尖齿兽类，其发现因此为早期哺乳动物进入水生生态环境提供了新的关键证据。

颠覆传统的牙齿替换模式

牙齿替换方式是哺乳动物演化研究的核心课题之一。现生哺乳动物通常仅具有乳齿和恒齿两种类型的牙齿，即“双代齿”；相比之下，爬行动物普遍具有可在生命周期中持续替换的“多代齿”。长期以来，双代齿被视为定义哺乳动物的关键特征，与精确咬合、哺乳行为、限定性生长等核心生物学特性密切相关。然而，由于迄今发现的早期哺乳动物化石中均保存了双代齿，多代齿至双代齿的演化时机和过程至今仍未明了。

此次发现的新标本罕见地保存了多个发育阶段的牙齿。研究表明，该物种的门齿、犬齿、前臼齿、臼齿保存了不同世代的替换齿，董尖齿兽则是迄今发现的首个在哺乳动物四类牙齿中均可发生牙齿多次替换的哺乳动物。这一发现再次证明，早白垩世哺乳动物冠群内部仍保留着多代齿发育模式，说明哺乳动物牙齿演化远比传统认识更加复杂。

同时，板尾董尖齿兽具有大型犬齿状门齿和强壮下颌，与戈壁尖齿兽类高度相似，显示出典型的肉食性适应，前部牙齿主要用于捕获和撕裂猎物。研究认为，其臼齿再次发生替换以及多代齿模式的保留，很可能是适应肉食性生活方式的演化结果。

中耳起源演化顺序的新解

板尾董尖齿兽标本还保存了完整的听小骨系统。现代哺乳动物的中耳由三块听小骨组成，不像它们的爬行动物祖先，中耳只有一块听小骨。哺乳动物的三块听小骨由爬行动物的颌关节骨演化而来，并且和下颌完全分离，既加强了对声音的传导，还减少了颌关节对听力系统的影响，是听力系统演化的一个非常重要的进步。

板尾董尖齿兽化石中，下颌保存了一条缩短且骨化的麦氏软骨，将听小骨与下颌连接，但其与下颌骨之间仅保持微弱连接。结合其他化石证据及现生哺乳动物的胚胎发育资料，研究团队提出：中耳与下颌的分离可能首先发生于麦氏软骨与下颌骨之间，之后才发生麦氏软骨与听小骨的分离。这一结论为哺乳动物中耳的演化过程增加了新证据，有力地补充了听小骨与下颌骨的分离过程。

研究人员指出，板尾董尖齿兽化石将多代齿型牙列、过渡态的中耳结构以及半水生骨骼结构完美集于单件标本之中，为研究早期哺乳动物的形态演化与生态分化提供了不可多得的珍稀材料。研究结果表明，中生代哺乳动物在牙齿发育、感觉系统和生态适应等方面表现出远超传统认知的多样性，也反映出哺乳动物演化的复杂性。

文章第一作者为霍华德大学教授毕顺东，毕顺东教授、南京大学史宇坤教授、卡内基自然历史博物馆John Wible研究员为文章的共同通讯作者。

扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

艺术复原视频由南京大学提供，部分含AI生成。

校对 陶善工