张和兽的特征.演化

张和兽化石是世界上惟一一件完整的对齿兽类的骨架,时代为早白垩世(约1.25亿年前).它具有非兽类哺乳动物的原始特征和兽类哺乳动物的进步特征.系统发育分析表明,现生单孔类与其它现生哺乳动物--有袋类和有胎盘类之间没有很近的亲缘关系.现生哺乳动物听觉功能的真正发育和直立运动姿态都是在比张和兽更进步的兽类哺乳动物中演化形成的。

张和兽化石本属私人收藏，收藏者为辽宁奇石收藏家张和。1994年张和向中科院古脊椎与古人类研究所捐献该化石，经研究后确认属于哺乳纲，完兽次亚纲，对齿目，张和兽科，张和兽属，以捐献者姓名命名。

在中生代哺乳动物中，生活在早白垩纪的张和兽是其中非常有名的一类，它属于原始的对齿兽类下的鼹兽科，至今发现了一个种：五尖张和兽

很多人都知道张和兽是在辽宁热河地区被发现的，辽宁也发现了其他著名的中生代哺乳动物，与张和兽体型相近的三尖齿兽类动物热河兽，中生代最大的哺乳动物爬兽。而意义更重大的则是有袋类动物进化的最底端之一的中国袋兽，真兽下纲的老祖宗之一始祖兽。可见在当时的辽宁哺乳动物已经分化出来了一个比较复杂的小种群。张和兽的化石也是其中比较重要的，所有特征都显得比较原始，走路也有点爬行类的影子。

但有一点可能很多人不知道，张和兽可能是有毒的，尤其是雄性张和兽，有毒部位是后脚的尖刺，至于毒性今天无从查考。其实张和兽的毒性，恰恰说明了它们在哺乳动物进化地位中的原始。今天有毒的哺乳动物是单孔目的鸭嘴兽，毒液也是在后腿的尾刺上。鸭嘴兽的家族在中生代就已经进化出来，而今天的鸭嘴兽相比于中生代的老亲戚仍能看到不少影子，几乎是今天哺乳动物中最原始的，而张和兽虽然不属于单孔目，但一样是原始型哺乳动物。虽然有毒，但它们的防御力却不怎么强，已经在小型食肉恐龙中华龙鸟的化石遗存中发现了被消化着的张和兽，而帝龙之类更大的食肉动物，对张和兽构成的威胁无疑是巨大的。

哺乳动物是我们最熟悉的动物，在现代陆相生态系统中占据着统治地位，其中有我们常见的猫、狗、马、牛和人类本身，也有我们不常见到的袋鼠、考拉和鸭嘴兽等。哺乳动物几乎与恐龙同时出现在地球上，其历史可以追溯到大约2.2亿年前。在中生代这个“恐龙时代”中，哺乳动物数量少而且个体小，在生态系统中处于从属地位。热河生物群中哺乳动物远不如鸟类、恐龙类等其他脊椎动物繁盛，但它是动物群中的重要成员，在生物进化中也有特殊意义。

五尖张和兽(Zhangheotherium quinquecuspidens)发现于辽宁北票尖山沟。属于已经灭绝的对齿兽目(Symmetrodonta)。这类动物是早期哺乳动物的一个重要分支，它的主要特点是颊齿的齿尖列成三角形，前后对称，而且上下牙的三角形轮廓呈倒转排列，即上牙的顶点向内，下牙的顶点向外。一般认为，正是这类动物经过若干阶段的进化，才最终发展成现代兽类。这类化石分布广泛，除了大洋洲和南极洲之外，其他大陆都有发现。然而，以前发现的只是这类动物的零散牙齿和颌骨，因此对它的了解很不全面。

张和兽标本是迄今这类动物中唯一具有较完整骨架的化石，与1993年发现，1994年由锦州奇石收藏家张和先生捐赠给中国科学院古脊椎动物与古人类动物研究所。经过长期时间的研究，1997年由国际著名的科学杂志Nature周刊报道，并以捐献者的名字命名了这个新属。种名则来源与其牙齿的形态结构，因为其上下臼齿都有5个齿尖。张和兽标本的尾部没有保存，从吻部到臀部的长度为14厘米左右，估计它生活时间全长（包括尾部）超过25厘米。张和兽的上、下颌各有3颗门齿、1颗犬齿和2颗前臼齿，上臼齿为5颗，而下臼齿为6颗（右图）。从它的牙齿结构特点看，它代表了一种鼹兽科(Spalacotheriidae)动物，主要以昆虫为食。

张和兽标本不仅是早期哺乳动物演化研究的难得材料，它的发现也为探讨现生哺乳动物类群的系统演化关系提供了可靠的证据。有关哺乳动物系统演化关系争论的焦点之一，是单孔类和已经灭绝的多瘤齿兽类的位置。主除头骨和齿列特征之外，张和兽还在许多重要特征上反映出明显的过度性质。比如，在肩带组成和特点上，单孔类的代表鸭嘴兽的间锁骨很大，起主要的支撑作用。乌缘骨也很大，整个间带基本不具活动性。张和兽不仅锁骨形状与现生兽类相近，而且间锁骨退化变小，在肩带骨骼中不再起主要支撑作用。乌缘骨退化成肩臼前缘的突起，起主要支撑作用的锁骨与其他骨骼一起构成了具有活动性的肩带。而在更进步的兽类哺乳动物中，间锁骨已经完全愈合到胸骨上，乌缘骨消失。另外，张和兽前肢骨骼的特点，包括肱骨两端关节面的相互扭转、、肱骨和尺骨之间的关节类型等，既不同于典型的外展趴卧型(sprawling)动物----如四肢向外展开的爬行动物和原始的哺乳动物，也不同于典型的内收直立型(parasaggital)动物----如四肢位于身下方的大多数现生哺乳动物。这一方面说明张和兽的前肢姿态也具有过度性质，属于半外展趴卧的类型（图142），另一方面还说明真正的内收直立型运动姿态是在比张和兽更进步的兽类哺乳动物中演化形成的。要观点有三种：单孔类是兽类成员，因此单孔类比一些已经灭绝的兽类成员更接近现生的有袋类和有胎盘类；单孔类和已灭绝的多瘤齿类兽类具有最近的亲缘关系；多瘤齿兽与兽类的关系最相近，单孔类在两者之外。由于在上述研究中，兽类哺乳动物基干类群的化石材料多不完整，或者因此而被忽略，相关的结论仍有很大争议。张和兽标本代表了已知最原始的兽类骨架，提供了许多很有意义的形态特征信息。综合各类哺乳动物的多方面形态特征尽心的系统演化分析，上述第三种观点得到了支持。这个结果表明，有现生代表的单孔类比许多已经灭绝的哺乳动物类群都要原始，它与有袋类和有胎盘类的亲缘关系比多瘤齿兽类与有袋类和有胎盘类的亲缘关系还要远。单孔类与兽类的分异发生在2亿年以前，此后就开始了它自己的发展历程。

此外，在哺乳动物听觉功能的演化方面，张和兽也提供了非常重要的证据。根据张和兽的头部和下颌的特征，我们可以肯定她的中耳部分存在三块听小骨，因而听力得到一定程度的加强。但张和兽容纳内耳的岩骨岬(promontorium)隆起呈指状，显示其耳蜗管是直的或仅有微弱的弯曲，说明张和兽对高频音反应的灵敏度还比较低。由此可以得出的结论是，张和兽的听力在哺乳动中仍然处在一个相对初级的水平，哺乳动物听觉系统的完善是在更进步的哺乳动类群中完成的。

除张和兽之外，热河生物群中还发现了强壮爬兽(Repenomamus robustus)和金氏热河兽(Jeholodens jenkinsi)，表明当时该生物群的哺乳动物已经具有一定的分异度。