奇蹄类起源与中国早始新世哺乳动物地理研究

Early Eocene is a critical time in the origin of some extant mammalian orders and the formation of modern zoological provinces. Due to the incompleteness of material of certain key forms and the uneven distribution of fossil localities, some issues, e.g. the origin of Perissodactyla and early Eocene mammalian zoogeography, remain controversial for many years. Fossil mammals recently known from the Eocene in the Sanshui Basin, Guangdong Province, southern China document the southernmost record of the early Eocene mammalian faunas in Asia except that of the Indian Subcontinent. About 10 mammalian species have been recognized in the fauna, including some widely distributed forms. Among these fossils, a new genus and species with well-preserved skulls probably represents an unknown group close to perissodactyls. Therefore, a thorough study of these fossils is obviously significant in understanding the origin of Perissodactyla and the mammalian paleozoogeography in the early Eocene. This project is going to (1) comprehensively study the morphology (including skull, dentition, enamel microstructure, endocranium, and inner ear, etc.) and the function (such as diet, hearing, and locomotion) of the above mentioned new mammalian taxon by using the traditional methods of morphological research combined with high resolution Micro CT and micro section; (2) to discuss the systematic position of the new taxon within the Mammalia and its relationship to perissodactyls on the basis of phylogenetic analysis, in order to provide new evidence and interpretation for the origin of perissodactyls; and (3) to understand the paleozoogeographical implications of the early Eocene mammalian fauna of the Sanshui Basin, suggested by the faunal compositional characteristics in combination with the paleoenvironmental context revealed by the enamel stable isotope analysis.

早始新世是现代哺乳动物类群起源以及动物地理区系演化的关键阶段，由于关键化石材料不完整、化石点分布不均，诸如奇蹄类起源和早始新世哺乳动物地理学等问题一直存在争议。新发现的三水盆地始新世哺乳动物化石代表了亚洲（印巴次大陆除外）纬度最低的早始新世动物群，其中有完整头骨材料的一个新属种很可能代表了与奇蹄类相近的全新类群。因此，深入研究三水盆地早始新世哺乳动物群将在解决奇蹄类起源和始新世哺乳动物地理区划分问题方面取得重要进展。本项目将综合运用传统方法（形态学观察）和现代技术手段（高精度CT、微距切片），全面系统研究哺乳动物新属种的形态特征（头骨、齿列、牙釉质微细结构、脑内颅、内耳等）及其功能意义（食性、听觉、运动能力）；采用系统发育分析方法探讨新属在哺乳动物中的地位及其与奇蹄类的关系，为奇蹄类起源研究提供新的证据和理论解释；分析动物群组成，结合牙釉质稳定同位素揭示的古环境背景，探讨其动物地理学意义。

在项目实施过程中，基本按计划执行，发表论文19篇(含在线发表)，其中SCI收录12篇，培养硕士研究生2名、博士研究生1名，顺利完成了项目的研究目标。.1. 在奇蹄类起源和早期辐射方面，通过对新材料和已有材料的分析研究，证明在始新世最早期马类、角形类、ancylopods以及雷兽类同时出现，说明奇蹄类很可能起源于亚洲，并且在始新世之初就开始分化辐射。.2. 描述各类脊椎动物化石14属18种，其中鸟类1种，哺乳动物13属17种(3新属9新种)，丰富了对动物群组成和性质的认识。.3. 分析了植食性类群主要属种的牙釉质稳定同位素（主要是碳和氧）以及中痕和微痕，探讨相关类群的生态特点和环境背景。在始新世早期至中期，全球温度逐渐下降，导致二连盆地的陆地生态系统更加干燥和开放，这可能导致了其栖息地的植物组成发生了变化，中始新世的二连盆地作为栖息地很可能包含了森林、林地和灌木。.4. 依据三水盆地新发现的哺乳动物化石解决了长期争议的华涌组的时代问题，确定华涌组的时代为早始新世，为其他生物门类进行地层对比提供可靠的参照。.5. 系统清理了安徽潜山盆地的地层以及所有42个化石点的位置、已经报道的化石材料（共45属61种脊椎动物，包括爬行类、鸟类和哺乳类），确定潜山盆地发现的脊椎动物化石的时代属于早、中古新世。综合我国各主要古近纪地点的古生物学、地层学、磁性地层学等研究成果，建立了我国古近纪综合地层和年代框架。以反映哺乳动物演化阶段的哺乳动物期为基础，将中国的陆相古近系划分为11个阶：上湖阶、浓山阶和巴彦乌兰阶(古新统)，岭茶阶、阿山头阶、伊尔丁曼哈阶、沙拉木伦阶、乌兰戈楚阶和白音阶(始新统)以及乌兰塔塔尔阶和塔奔布鲁克阶(渐新统)。将上湖阶（也是古新统）、岭茶阶（也是始新统）和乌兰塔塔尔阶（也是渐新统）的底界分别定为66.0、56.0和33.9Ma。同时，根据现有的古地磁资料，将古新统的浓山阶和巴彦乌兰阶的底界年龄分别为62.22和59.2Ma。