你知道吗？在恐龙横行的早白垩世，一种小型哺乳动物已经下水了。
板尾董尖齿兽半水生生活复原图
近日，国内外学者在国际学术期刊《自然·通讯》发表重要成果，报道了一件早白垩世哺乳动物化石。研究证实，约1.25亿年前的小型哺乳动物已经具备明确的半水生适应特征。这也是目前可确认的、最早具备游泳能力的哺乳动物。
它被命名为“板尾董尖齿兽”（Dongoconodon platycauda）。这件标本不仅保存了罕见的、与爬行动物类似的“多代齿”，还保存了精细的中耳结构，为研究哺乳动物早期生态分化、牙齿替换模式和中耳起源提供了关键化石证据。
板尾董尖齿兽化石
1.25亿年前，它已经会游泳
板尾董尖齿兽是目前已知哺乳动物冠群中最早具有游泳能力的代表。
它的前后足有发达的侧向扩展结构，和现生鸭嘴兽的蹼足高度相似，说明生前可能长有发达的蹼膜。同时，它的掌骨、跖骨和指趾骨排列，能让手指和脚趾向外展开，划水时与水接触的面积更大，更有利于游泳推进。
不过，它的尾巴和鸭嘴兽不一样。化石保存了至少19节尾椎，靠近尾巴基部和中段的尾椎有明显扁平的椎体和较宽的横突，说明这条尾巴是背腹方向扁平的。但它没有像现代河狸和鸭嘴兽那样形成宽大的“桨状尾”，而是从基部向末端逐渐变细，更接近现代半水生啮齿类海狸鼠。
研究团队据此推测：板尾董尖齿兽在水中可能主要靠强壮、宽大、可能带蹼的前足提供推进力，这点像鸭嘴兽；扁平、逐渐变细的尾巴则更多用来控制方向和稳定身体，这点像海狸鼠。换句话说，这只生活在恐龙时代的小型哺乳动物，可能拥有“鸭嘴兽式的手足”和“海狸鼠式的尾巴”，形成了一种此前未知的游泳方式组合。
为了验证它到底属于哪种运动类型，研究团队选了124种运动方式已知的现生哺乳动物，对13项与运动功能相关的骨骼指标进行统计分析，再把板尾董尖齿兽投射到由现生哺乳动物建立的形态空间中。结果显示，它明确落入半水生哺乳动物形成的形态空间。在这套统计模型里，其半水生运动方式获得100%的后验概率支持。换句话说，模型非常明确地把它归入了“半水生”这一类。
冠群哺乳动物，可以理解为现生哺乳动物的“嫡系”队伍；哺乳型动物范围更宽，像是一个更大的“家族”，包含一些更原始的已灭绝亲戚。此前，一些年代更早的哺乳型动物也被认为有半水生生活习性。例如侏罗纪的河狸尾兽具有明显的水生适应特征，但它的系统分类通常被认为属于更广义的哺乳型动物，而不是严格意义上的冠群哺乳动物。板尾董尖齿兽属于真三尖齿兽类，因此它的发现为早期哺乳动物进入水生生态环境提供了新的关键证据。
牙齿“换代”揭示演化密码
牙齿替换方式，是哺乳动物演化研究的核心课题之一。
现生哺乳动物通常只有乳齿和恒齿两种牙齿，也就是“双代齿”；爬行动物则普遍能在一生中不断替换牙齿，叫“多代齿”。长期以来，双代齿被视为定义哺乳动物的关键特征，和精确咬合、哺乳行为、限定性生长等核心生物学特性密切相关。但问题是，迄今发现的早期哺乳动物化石中，保存的都是双代齿，多代齿向双代齿演化的时机和过程一直不清楚。
板尾董尖齿兽四类牙齿中均保存了不同世代的替换齿
这次的新标本，罕见地保存了多个发育阶段的牙齿。研究发现，它的门齿、犬齿、前臼齿、臼齿中，都保存了不同世代的替换齿。也就是说，板尾董尖齿兽是迄今发现的首个在哺乳动物四类牙齿中都能发生多次替换的哺乳动物。
这一发现再次证明，早白垩世哺乳动物冠群内部仍保留着多代齿发育模式，说明哺乳动物牙齿演化远比传统认识更复杂。同时，板尾董尖齿兽有大型犬齿状门齿和强壮下颌，与戈壁尖齿兽类高度相似，显示出典型的肉食性适应，前部牙齿主要用于捕获和撕裂猎物。研究认为，它臼齿再次发生替换以及多代齿模式的保留，很可能是适应肉食性生活方式的演化结果。
哺乳动物各支系的齿型情况
中耳起源，有了新的演化顺序
此外，板尾董尖齿兽标本还保存了完整的听小骨系统。
现代哺乳动物的中耳由三块听小骨组成；而它们的爬行动物祖先，中耳只有一块听小骨。哺乳动物的三块听小骨由爬行动物的颌关节骨演化而来，并且和下颌完全分离。这种分离既加强了对声音的传导，也减少了颌关节对听力系统的影响，是听力系统演化中非常重要的一步。
在板尾董尖齿兽化石中，下颌保存了一条缩短且骨化的麦氏软骨，把听小骨与下颌连接起来，但它与下颌骨之间只保持微弱连接。结合其他化石证据和现生哺乳动物的胚胎发育资料，研究团队提出：中耳与下颌的分离，可能首先发生在麦氏软骨与下颌骨之间，之后才发生麦氏软骨与听小骨的分离。这一结论为哺乳动物中耳的演化过程增加了新证据，也有力补充了听小骨与下颌骨的分离过程。
为什么这件化石珍贵？研究人员指出，板尾董尖齿兽化石把多代齿型牙列、过渡态中耳结构以及半水生骨骼结构，完美集中在单件标本之中，为研究早期哺乳动物的形态演化与生态分化提供了不可多得的珍稀材料。研究结果表明，中生代哺乳动物在牙齿发育、感觉系统和生态适应等方面，表现出远超传统认知的多样性，也反映出哺乳动物演化的复杂性。
据介绍，文章第一作者为霍华德大学教授毕顺东，南京大学教授史宇坤、卡内基自然历史博物馆研究员John Wible为文章的共同通讯作者。内蒙古自然博物馆的李陟宇和王军有参与了研究。