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研究进展丨许家窑人内耳迷路三维形态的研究
发布时间:2024年03月28日 09:44    作者:    点击:[]

3月27日,山东大学文化遗产研究院人类演化研究团队在国际权威学术期刊Journal of Human Evolution发表文章,对许家窑人内耳迷路的三维形态进行了详细的研究。论文第一作者是山东大学文化遗产研究院助理研究员张亚盟,共同参与研究的还有中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、巴塞罗那大学以及波尔多大学的学者。

许家窑人是我国中更新世晚期重要的人类化石,是阐释中更新世人类演化以及现代人起源等关键研究的重要化石。在前人的研究中,许家窑人类化石在头骨和牙齿的形态特征上表现出复杂的形态组合。例如,双层型内鼻底、上中门齿和犬齿呈强烈的铲型、宽阔的下颌支、不对称的下颌切迹、翼内肌粗隆发达、存在磨牙后隙和相对较大的外半规管等特征都与尼安德特人相似。但是许家窑人另外的一些特征与尼安德特人差异较大。例如,上颌第一臼齿的齿冠轮廓呈近矩形并伴有较为发育的齿带、下颌角外翻、开放式下颌孔、外耳道开口垂直等。这使得其分类地位更加不明确。

在许家窑人类化石的众多特征中,内耳迷路的形态是最为关键的特征之一。内耳迷路与平衡能力、运动能力和听觉等功能密切相关,在系统发育中较为保守,能够重建系统发育甚至短期的人群历史。为探究许家窑人的分类地位,获取更多形态信息,本文通过CT扫描重建了许家窑人内耳迷路的三维模型,并通过148个标志点与半标志点提取了其主要形态特征,与早期人属、直立人、尼安德特人、晚更新世现代人和现生现代人材料进行了对比研究。研究结果表明,许家窑人内耳迷路的三维形态与尼安德特人一致,与早期人属、直立人和现代人标本之间存在明显的差异。并且,区别于前人研究,我们发现许家窑人与尼安德特人内耳迷路的相似性同时体现在耳蜗、半规管上以及二者之间的空间关系上。

图 组间主成分分析显示许家窑人与尼人具有相似的内耳迷路特征

通过线性测量,前人在研究中已经发现尼安德特人的内耳迷路与智人表现出诸多不同。例如,尼人拥有相对较高的外半规管位置、相对较大的外半规管、较窄的前半规管、较短的后半规管和更加垂直的壶腹线等。除了证实前人的研究,通过几何形态测量,本文还发现了更多细节上的差异。例如,我们发现尼人所具有的相对较高的外半规管的位置实际上是同时受到外半规管和后半规管的朝向影响的。此外,尼人在这两个半规管的扭转程度上也不如直立人和智人中那样强烈。我们还发现外半规管平面与后半规管平面的夹角以及耳蜗底部的朝向在尼人中也较为特殊。

通过对许家窑人内耳迷路的深度研究,我们发现许家窑人与尼安德特人在系统发育上具有密切的关系。作为尼安德特人的姊妹群,丹尼索瓦人与尼安德特人大约在距今55万年-76.5万年(或80万年-100万年)前分离。综合头骨和牙齿上的形态特征,许家窑人与尼人的密切的关联很容易推导到许家窑人与丹尼索瓦人的关系上。在今后的研究中,如果能够发现更多丹尼索瓦人的化石,并且证实许家窑人与丹尼索瓦人之间的关系,本项研究将会帮助我们更加深入的了解丹人、尼人和智人在关键形态特征的演化细节。

文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0047248424000228

【作者:张亚盟 编辑:徐文亚】

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