En gemensam forskargrupp ledd av Dr Mao Fangyuan från Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP) vid den kinesiska vetenskapsakademin och Prof. Meng Jin från American Museum of Natural History har rapporterat om ett nytt multituberkulat däggdjur, Sinobaatar pani , med välbevarade mellanörsben.

Det nya däggdjuret kommer från den tidiga kritas Jehol-biota i nordöstra Kina. Att jämföra tre typer av fossiler med befintliga däggdjur i olika embryologiska stadier, forskarna identifierade olika evolutionära stadier och förfäders fenotyper av mellanörat hos däggdjur.

Deras resultat publicerades i National Science Review den 25 aug.

För däggdjur, det yttre örat (pinna) samlar luftburna ljud som vibrerar trumhinnorna, och mellanörats ben på insidan av trumhinnan fungerar som ett leveranssystem som överför ljudvibrationer till innerörat.

Enligt tidigare studier, vi vet att de extra däggdjurens öronben faktiskt härstammar från reptilernas käkben. Dock, få studier har faktiskt tittat på de detaljerade morfologierna av öronben som är förfädernas fenotyper för mellanörat hos moderna däggdjur.

Multituberculates är en utdöd grupp däggdjur som levde från mellanjura (ca 165 miljoner år sedan) till eocen (ca 35 miljoner år sedan). Den mest spännande upptäckten om det nya djuret är dess mellanörasben, som är det första otvetydiga beviset på de fem hörselbenen från denna utdöda däggdjursgrupp.

Dessa små ben är fortfarande inbäddade i sten och inte synliga. Med hjälp av datortomografi (CT), Mao och hennes kollegor kunde digitalt "extrahera" öronbenen från berget och rekonstruera dem i tredimensionell form så att deras morfologi kunde observeras i detalj.

Data som tillhandahålls av Mao och hennes kollegor är det överlägset bästa beviset på mellanörats morfologi hos kända mesozoiska däggdjur. För jämförelse, uppgifterna inkluderade också liknande CT-rekonstruktioner av mellanörat på existerande monotremes, pungdjur och moderkakor.

"Det finns två grundläggande mönster av mellanörat hos levande däggdjur, representeras av monotremer och therianer, respektive. I det förra, mellanörat kännetecknas av en angränsande kontakt mellan incus och malleus, som skiljer sig från den hos däggdjur där incus-malleus artikulationen är sadelformad, " sa Dr Mao.

Forskarna insåg att de tre huvudsakliga mesozoiska däggdjursgrupperna (dvs. multituberkulerar, eutriconodontans, och symmetrodontans) delar en liknande mellanöratstruktur mellan incus och malleus, som de kallade den "stagna gångjärnsleden".

Även om de erkände att mellanörat kan ha utvecklats oberoende i flera däggdjursgrupper, de föreslog att den stagna gångjärnsleden skulle kunna representera ett kritiskt inslag i den förfäders fenotypen av däggdjursmellanörat.

Det angränsande mönstret i monotremes och den sadelformade leden i therians kan mycket väl härledas från den stagade gångjärnsleden som förbinder incus och malleus som observerats hos mesozoiska däggdjur. Åtminstone, dessa fossila former har minskat det morfologiska gapet mellan mellanörat på däggdjursliknande reptiler, bildas av de postdentära benen som sitter fast i underkäken, till mellanörat på befintliga däggdjur.

Forskarna föreslog att det surangulära benet, vilket är ett annat postdentärt ben hos däggdjursliknande reptiler, kvarstod i mesozoiska däggdjur; dess öde i levande däggdjur är fortfarande osäkert.

De visade vidare att mellanöratmorfologier hos mesozoiska däggdjur representerar olika evolutionära stadier, med det av Liaocodondon vara den mest primitiva, Origolestes den mellanliggande, och Sinobaatar den mest avancerade.

Utvecklingsegenskaper som observerats hos befintliga däggdjur och utvecklingen av mellanörat hos däggdjur i fossila poster är korrelerade, sa Mao.