兔子吗?兔子妈!兔年话兔,“兔圆圆”背后的中国科学故事

2023年,中华传统生肖年中的癸卯兔年如约而至。央视春晚吉祥物“兔圆圆”已在2022年末提前与我们见面。蓬松毛绒的外形、活泼治愈的萌态、层次分明的大眼睛,“兔圆圆”生动展现了兔子可爱的形象。但如果你以为“兔圆圆”只是一只软萌的小可爱,那就小看了它。“兔圆圆”真正的门道隐藏在它标志性的四颗门齿上。这四颗门齿有什么门道,兔年话兔,让我们一起来看看“兔圆圆”背后的科学故事。


一、小兔子,你从哪里来?
兔子在东西文化中都占有着重要地位。东方的月宫玉兔尽显冰清玉洁、阴柔之美;而西方的兔子则被作为复活节的吉祥物,源自其热情顽强、生命力旺盛。当人们在不断为兔子赋予新的文化意义时,兔子的起源问题也开始受到关注,并曾是古生物学界探讨的重要话题之一。


生活中当我们见到兔子时,会看到它们总是一副忙碌的样子,它们几乎时时刻刻都在不停地咀嚼食物。这是因为兔子的门齿会不断地生长,如果不能充分磨牙,门齿就会快速向外生长,过长的门齿会让兔唇无法闭合,不能正常进食,严重的还会导致死亡。因此对兔子而言,它们当真是用生命在磨牙。而对动物学家来说,这对门齿也相当重要,这是兔类与其他哺乳动物得以区分的标志性特征。不过在哺乳动物中,拥有终生生长的大门齿,除了兔子还有老鼠,兔和鼠也因此一直被认为有密切的关系。

早在1735年,现代分类学创始人瑞典博物学家林奈就把兔和鼠一起列入啮型目。直到200年后,有学者指出兔类的两个上门齿后面还有一对很小的后门齿,且只有单层珐琅质(啮齿目为双层),因而所有兔子都被归入一个独立的目,即兔形目。不仅如此,随着越来越多的学者寻找到兔鼠之间更多的差异,“兔和鼠之间是没有亲缘关系”的观点也由此应运而生。然而,大量的分子学研究都支持兔形目和啮齿目是两个亲缘关系密切的演化支系,于是它们又被一起归入了啮型类。至于啮型类、兔形目和啮齿目的起源,一直争论甚多,而且这一争就整整持续了近100年,并由此引出了兔形类研究史上一个经典的科学问题:在生命演化史上,兔子到底处于哺乳动物这棵大家族之树的什么位置?

二、来自中国安徽的重大发现
为了破解“兔子起源”这个百年难题,古生物学家访遍了全球许多化石地层。从20世纪60年代起,中科院组织开展了大规模华南“红层”考察,在并古新世地层中发现了亚洲特有的哺乳动物群,这也给探讨啮齿类和兔形类起源问题提供了契机。时间来到20世纪70年代,古脊椎动物研究所的野外考察队在安徽潜山的古新世地层中发现了几件重要的头骨化石,其上面就保存着大门齿。

1977年,在对来自安徽潜山带有门齿的哺乳动物化石进行研究后,我国古哺乳动物学家李传夔(kuí)先生在《古脊椎动物与古人类》学报上撰文,命名了晓鼠和模鼠兔两个新属,属型种分别叫做东方晓鼠(Heomys orientalis)和安徽模鼠兔(Mimotona wana)。前者被归入宽臼兽科,认为其对啮齿类的起源问题“有所启示,曚昽欲晓”;后者被归入一个新建立的科:模鼠兔科,显示其“模仿”鼠兔,与之相近。见到模鼠兔化石标本的第一时间,“火眼金睛”的李先生就曾风趣地自言自语道:“兔子吗?兔子妈?”后来经过详细的形态学研究,他指出:安徽模鼠兔的特征与兔形目十分相似,提示其可能为“兔形目祖先类型”。而东方晓鼠则可能具有啮齿目特有的“啮”(汉字本义:本义:用臼齿碾磨食物)的功能,更接近于“啮齿目的祖先类型”。此外,研究还发现两者之间还存在很多相互交混的特征,可以说兔和鼠的祖先类型是“你中有我、我中有你”。




巧合的是,安徽模鼠兔和东方晓鼠的正模化石标本均产自同一地点的同一化石层位,即安徽潜山杨小屋的痘姆组上段(时代为晚古新世,约5900万年前);而二属的其他标本也同见于该地区年代更早的中古新世(约6200万年前)地层中。于是争论已久的啮齿目和兔形目的起源,共同在安徽潜山找到了它们各自的“根”。正因如此,有人戏言,这真正显示了“鼠兔一家亲”:连最古老的化石都保存在一起。
三、“鼠兔同源”——盖棺定论
在20世纪之前,古生物学家主要从化石的形态学特征判读生物类群的亲缘关系。但随着分子生物学的快速发展,不同生物类群亲缘关系远近的相关证据就变得越来越充分了。“兔”和“鼠”之间的关系也不例外。
2005年,Asher等人在《科学》杂志上发文,通过把化石与现生兔形类的形态学特征数据与分子生物学数据进行结合后分析,发现在新生代早期,兔形类的祖先类型正是与啮齿类一起从其他有胎盘类动物中分化出来的。而这项研究也得到了2013年大数据矩阵分析结果的支持,兔形类与啮齿类的祖先类群直到新生代之初才姐妹分离,各自走上了独立演化的道路。
至此,“鼠兔同源”得以盖棺定论,兔子起源之争终于划上了句号。

四、李传夔先生的探兔足迹
在命名安徽模鼠兔和东方晓鼠以后,1980年,李先生将有关模鼠兔和晓鼠的研究成果带到了美国匹兹堡卡内基博物馆举办的“啮齿类起源国际学术会议”上,并提出了“鼠兔同源”的观点,引起了国际学术界的广泛关注。作为啮型类的研究专家,李先生与兔形类化石结下了不解之缘,在帮着兔子寻找祖宗这件事上,更是功不可没。

2007年,李先生与同行合作,研究命名了发现于我国内蒙古二连盆地的远古道森兔。这种生活在距今5300万年前早始新世的原始兔类在骨骼形态上介于模鼠兔和现代兔形类之间,从而强化了模鼠兔作为兔形类祖先类型的论断。令人更加兴奋的是,远古道森兔的生存年代还要早于另一种发现于我国北方的原始兔形类——洛河卢氏兔(距今约4600-4300万年前),再次刷新了原始兔形类最早出现的地质年代,获封“世界第一兔”的称号。

2016年,李先生又命名了一种新的模鼠兔类:胡氏敏兽(Mina hui)。属名献给中国著名的古脊椎动物学家周明镇先生(曾用名“周敏”),种名则献给了精研中生代哺乳动物研究但却不幸英年早逝的胡耀明博士。胡氏敏兽生存于中古新世,为中等大小的模鼠兔类。它属于啮型动物中的原始代表,也是已知时代最早的啮型类之一。它与安徽潜山的安徽模鼠兔和东方晓鼠同地同时,说明啮型类的多样性在中古新世已经展现。

李传夔先生长期致力于兔形类的追根溯源,先后提出“鼠兔同源”、东亚是兔形类的起源地等观点,并建立了早期啮型动物系统发育分类体系,在国际学术界产生了重要而深远的影响。我国能够拥有兔类演化近乎完整的化石证据,离不开李先生等老一辈古生物学所做出的努力与贡献。“寻根问祖潜山相逢鼠兔母,访古探幽洋河对饮醉猿公”,这是苗德岁教授在悼念李先生去世时所做的挽联。挽联中的“鼠兔母”正是源自李先生找到模鼠兔标本时的自问“兔子吗?兔子妈?”,足见李先生之风趣。



看完了以上内容,还记得“兔圆圆”的那四颗门齿吗?对,这标志性的四颗门齿正是取自于“安徽模鼠兔”化石生态复原形象的典型特征。“兔圆圆”不仅是传统文化意义上的生肖兔,更是凝结中国科学家求索精神的中国兔“祖先”。“兔圆圆”不仅包藏了传统文化中生肖兔的意蕴和美感,同时也让中国科学家卓越的科研成就和坚韧的科学精神熠熠生辉。

写在最后:
“兔圆圆”是春晚40年历史上首个集纳了无数受众的喜爱倾向、经过系统详实的大数据调研所生成的春晚吉祥物IP。通过生肖吉祥物的形象来展示我国在古生物学领域所取得的研究成果,在我看来是一次很好的古生物学大众科普尝试。中国古动物馆所举办的“兔年话兔——新年特展”更是为此次科普提供了一个很好的平台。中国古生物学研究成果斐然,除了大众耳熟能详和津津乐道的中国恐龙,我国的古哺乳动物研究也有着众多优秀的故事等待着人们去讲述。“兔圆圆”=中国科学故事+中华传统文化,首次尝试是个良好的开端,通过可爱的生肖形象让人们去感受体会现代科学的魅力和传统文化的底蕴,这何尝不是一种理想的科普方式呢?
在癸卯兔年即将到来之际,祝大家新春快乐!愿在新的一年里,中文古生物科普工作能够在专业研究人员和广大爱好者们的共同努力下,越做越好!
注:本文的主要文字内容根据中科院古脊椎所、中国古动物馆微信公众号平台的推文,以及《证据——90载化石传奇》一书中《安徽模鼠兔——鼠兔一家亲》文章重新编辑整理而成。照片来源于本人拍摄于中国古动物馆内的常设展览和“兔年话兔——新年特展”。在北京的朋友,有机会可以去中国古动物馆参观去了解更多的内容。
