張和獸

張和獸，產於熱河生物群，早白堊世地層，是唯一保存完整完整骨架的對齒獸類。其齒列特徵表明它屬於獸科，該科為原始獸學中主要繁衍於北方大陸中生代後期一個咀嚼方式以上下臼齒對咬為主的單系類群。張和獸骨骼形態顯示其前肢姿勢處於外展趴臥與內收直立之間。

基本介紹

• 中文學名：張和獸
• 界：動物界
• 綱：哺乳綱
• 目：對齒獸
• 科：鼴獸
• 分布區域：北方大陸中

發現故事

事情還要回過頭來從1994年的春天說起。

這年春天，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的古魚類專家金帆，突然接到遼寧省建平縣一位退休幹部的來信，說北票發現了鳥類化石。這是最能觸動古生物科學家最敏感神經的訊息。所長，也是古哺乳動物專家的李傳夔和古鳥類專家侯連海，馬上驅車趕往建平縣，並在醫院裡找到正在住院的來信者。來信者告訴他們，北票出的鳥化石在錦州張和那裡。李傳夔和侯連海又驅車趕到錦州，找到了錦州市歌舞團吹小號的張和。張和拿出一塊在北票市上園鎮收集的化石，說是始祖鳥。李傳夔和侯連海一看暗中一驚，原來是一種哺乳動物化石，也就是程樹德所說的那種山洞裡的“小耗子”。這種發現極其難得。侯連海拿出一本書來對張和說：“你看這才是始祖鳥，它是個什麼樣子，你這塊化石上的是個什麼樣子。這根本不是鳥。” 經過協商，張和把這塊化石交給了侯連海和李傳夔。

張和獸化石

張和說他的化石是1993年在北票市上園鎮炒米甸子村的尖山溝發現的。李傳夔和侯連海馬上驅車趕到北票尖山溝。在尖山溝溝口一個農民的家裡，李傳夔和侯連海發現這家炕上有很多化石，其中有5塊龜化石，但骨骼都被颳得不像樣子，侯連海看了非常心疼。

李傳夔和侯連海考察了尖山溝的地層後回到了北京。

尖山溝含化石的地層和發現孔子鳥的地層一樣，所以這種動物和孔子鳥一樣，都生活在1.25億年前的早白堊世。經研究，專家認為這種動物是哺乳動物的新的屬種，把它命名為“五尖張和獸”。屬名“張和獸”，是對化石捐贈者張和的鼓勵。種名“五尖”是指這種動物的牙有5個齒尖。

1997年11月，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的胡耀明、王元青、羅哲西和他們的導師李傳夔，在世界上著名的英國的《自然》雜誌上報導了他們對這種動物的研究發現。他們認為，五尖張和獸屬於早期哺乳動物的一個重要分支，是一種已經滅絕的對齒獸類。以前發現的這類動物的化石，都不過是些零散的牙齒和頜骨，因此人們對這類動物的了解很不全面，而五尖張和獸化石標本，除尾部外保存了基本完整的骨架。它從吻部到臀部長14厘米，如果加上尾部，估計長達30厘米。復原的五尖張和獸真像一隻大耗子，尖尖的嘴巴，溜圓的眼睛，豎立的雙耳，只是四肢不像現代的鼠類和其它哺乳動物那樣屬於直立型。它的四肢肘部是向外彎曲。爬行動物如鱷魚等的四肢向外展開，稱為趴臥型。五尖張和獸的四肢介於直立型和趴臥型之間，也可以說是介於爬行類和現代哺乳類動物之間，這正是原始哺乳動物的特徵之一。五尖張和獸的牙齒結構特點顯示，它是以昆蟲為食的動物，但並不排除也吃些樹根、樹葉或果實等。

特徵.演化

張和獸化石是世界上惟一一件完整的對齒獸類的骨架,時代為早白堊世(約1.25億年前).它具有非獸類哺乳動物的原始特徵和獸類哺乳動物的進步特徵.系統發育分析表明,現生單孔類與其它現生哺乳動物--有袋類和有胎盤類之間沒有很近的親緣關係.現生哺乳動物聽覺功能的真正發育和直立運動姿態都是在比張和獸更進步的獸類哺乳動物中演化形成的。

張和獸復原圖

張和獸化石本屬私人收藏，收藏者為遼寧奇石收藏家張和。1994年張和向中科院古脊椎與古人類研究所捐獻該化石，經研究後確認屬於哺乳綱，完獸次亞綱，對齒目，張和獸科，張和獸屬，以捐獻者姓名命名。

在中生代哺乳動物中，生活在早白堊紀的張和獸是其中非常有名的一類，它屬於原始的對齒獸類下的鼴獸科，至今發現了一個種：五尖張和獸

很多人都知道張和獸是在遼寧熱河地區被發現的，遼寧也發現了其他著名的中生代哺乳動物，與張和獸體型相近的三尖齒獸類動物熱河獸，中生代最大的哺乳動物爬獸。而意義更重大的則是有袋類動物進化的最底端之一的中國袋獸，真獸下綱的老祖宗之一始祖獸。可見在當時的遼寧哺乳動物已經分化出來了一個比較複雜的小種群。張和獸的化石也是其中比較重要的，所有特徵都顯得比較原始，走路也有點爬行類的影子。

但有一點可能很多人不知道，張和獸可能是有毒的，尤其是雄性張和獸，有毒部位是後腳的尖刺，至於毒性今天無從查考。其實張和獸的毒性，恰恰說明了它們在哺乳動物進化地位中的原始。今天有毒的哺乳動物是單孔目的鴨嘴獸，毒液也是在後腿的尾刺上。鴨嘴獸的家族在中生代就已經進化出來，而今天的鴨嘴獸相比於中生代的老親戚仍能看到不少影子，幾乎是今天哺乳動物中最原始的，而張和獸雖然不屬於單孔目，但一樣是原始型哺乳動物。雖然有毒，但它們的防禦力卻不怎么強，已經在小型食肉恐龍中華龍鳥的化石遺存中發現了被消化著的張和獸，而帝龍之類更大的食肉動物，對張和獸構成的威脅無疑是巨大的。

哺乳動物是我們最熟悉的動物，在現代陸相生態系統中占據著統治地位，其中有我們常見的貓、狗、馬、牛和人類本身，也有我們不常見到的袋鼠、考拉和鴨嘴獸等。哺乳動物幾乎與恐龍同時出現在地球上，其歷史可以追溯到大約2.2億年前。在中生代這個“恐龍時代”中，哺乳動物數量少而且個體小，在生態系統中處於從屬地位。熱河生物群中哺乳動物遠不如鳥類、恐龍類等其他脊椎動物繁盛，但它是動物群中的重要成員，在生物進化中也有特殊意義。

五尖張和獸(Zhangheotherium quinquecuspidens)發現於遼寧北票尖山溝。屬於已經滅絕的對齒獸目(Symmetrodonta)。這類動物是早期哺乳動物的一個重要分支，它的主要特點是頰齒的齒尖列成三角形，前後對稱，而且上下牙的三角形輪廓呈倒轉排列，即上牙的頂點向內，下牙的頂點向外。一般認為，正是這類動物經過若干階段的進化，才最終發展成現代獸類。這類化石分布廣泛，除了大洋洲和南極洲之外，其他大陸都有發現。然而，以前發現的只是這類動物的零散牙齒和頜骨，因此對它的了解很不全面。

張和獸標本是迄今這類動物中唯一具有較完整骨架的化石，與1993年發現，1994年由錦州奇石收藏家張和先生捐贈給中國科學院古脊椎動物與古人類動物研究所。經過長期時間的研究，1997年由國際著名的科學雜誌Nature周刊報導，並以捐獻者的名字命名了這個新屬。種名則來源與其牙齒的形態結構，因為其上下臼齒都有5個齒尖。張和獸標本的尾部沒有保存，從吻部到臀部的長度為14厘米左右，估計它生活時間全長（包括尾部）超過25厘米。張和獸的上、下頜各有3顆門齒、1顆犬齒和2顆前臼齒，上臼齒為5顆，而下臼齒為6顆（右圖）。從它的牙齒結構特點看，它代表了一種鼴獸科(Spalacotheriidae)動物，主要以昆蟲為食。

張和獸

張和獸標本不僅是早期哺乳動物演化研究的難得材料，它的發現也為探討現生哺乳動物類群的系統演化關係提供了可靠的證據。有關哺乳動物系統演化關係爭論的焦點之一，是單孔類和已經滅絕的多瘤齒獸類的位置。主除頭骨和齒列特徵之外，張和獸還在許多重要特徵上反映出明顯的過度性質。比如，在肩帶組成和特點上，單孔類的代表鴨嘴獸的間鎖骨很大，起主要的支撐作用。烏緣骨也很大，整個間帶基本不具活動性。張和獸不僅鎖骨形狀與現生獸類相近，而且間鎖骨退化變小，在肩帶骨骼中不再起主要支撐作用。烏緣骨退化成肩臼前緣的突起，起主要支撐作用的鎖骨與其他骨骼一起構成了具有活動性的肩帶。而在更進步的獸類哺乳動物中，間鎖骨已經完全癒合到胸骨上，烏緣骨消失。另外，張和獸前肢骨骼的特點，包括肱骨兩端關節面的相互扭轉、、肱骨和尺骨之間的關節類型等，既不同於典型的外展趴臥型(sprawling)動物----如四肢向外展開的爬行動物和原始的哺乳動物，也不同於典型的內收直立型(parasaggital)動物----如四肢位於身下方的大多數現生哺乳動物。這一方面說明張和獸的前肢姿態也具有過度性質，屬於半外展趴臥的類型（圖142），另一方面還說明真正的內收直立型運動姿態是在比張和獸更進步的獸類哺乳動物中演化形成的。要觀點有三種：單孔類是獸類成員，因此單孔類比一些已經滅絕的獸類成員更接近現生的有袋類和有胎盤類；單孔類和已滅絕的多瘤齒類獸類具有最近的親緣關係；多瘤齒獸與獸類的關係最相近，單孔類在兩者之外。由於在上述研究中，獸類哺乳動物基幹類群的化石材料多不完整，或者因此而被忽略，相關的結論仍有很大爭議。張和獸標本代表了已知最原始的獸類骨架，提供了許多很有意義的形態特徵信息。綜合各類哺乳動物的多方面形態特徵盡心的系統演化分析，上述第三種觀點得到了支持。這個結果表明，有現生代表的單孔類比許多已經滅絕的哺乳動物類群都要原始，它與有袋類和有胎盤類的親緣關係比多瘤齒獸類與有袋類和有胎盤類的親緣關係還要遠。單孔類與獸類的分異發生在2億年以前，此後就開始了它自己的發展歷程。

張和獸牙齒

雷廣臻（左）與張和先生（右）

此外，在哺乳動物聽覺功能的演化方面，張和獸也提供了非常重要的證據。根據張和獸的頭部和下頜的特徵，我們可以肯定她的中耳部分存在三塊聽小骨，因而聽力得到一定程度的加強。但張和獸容納內耳的岩骨岬(promontorium)隆起呈指狀，顯示其耳蝸管是直的或僅有微弱的彎曲，說明張和獸對高頻音反應的靈敏度還比較低。由此可以得出的結論是，張和獸的聽力在哺乳動中仍然處在一個相對初級的水平，哺乳動物聽覺系統的完善是在更進步的哺乳動類群中完成的。

除張和獸之外，熱河生物群中還發現了強壯爬獸(Repenomamus robustus)和金氏熱河獸(Jeholodens jenkinsi)，表明當時該生物群的哺乳動物已經具有一定的分異度。