中国科学家填补“从鱼到人”演化关键缺失环节

图为《自然》封面：中国志留纪早期五种古鱼的三维复原，自上而下依次为沈氏棘鱼、梵净山鱼、黔齿鱼、土家鱼、秀山鱼（拟石科技制作）

9月29日，顶尖学术期刊《自然》于以封面文章的形式发表中科院院士朱敏团队的4篇论文。中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队在重庆、贵州等地志留纪早期距今约4.4亿年的地层中发现“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”，首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供确切证据。团队采用新技术新方法揭示了到志留纪晚期，更多样、更大型的有颌类属种出现并开始扩散到全球，开启了鱼类登陆并最终演化成为人类的进程，填补了“从鱼到人”演化史上缺失的最初始环节。

包括人类在内，地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨（上颌与下巴），统称为有颌脊椎动物或有颌类。有颌类的出现与崛起是“从鱼到人”的脊椎动物演化史上最关键的跃升之一，人类的很多重要器官与身体构型都可追溯到有颌类演化之初。但这一跃升具体发生在何时、何地，又是如何发生？这些问题需要古生物学证据来回答。

然而，有颌类直到志留纪晚期（4.25亿年前）才出现较完善的化石记录，而分子钟推断的有颌类起源时间不晚于4.5亿年前的奥陶纪晚期，因此，有颌类的早期演化存在一段至少绵延三千万年、横跨整个志留纪的巨大空白。化石实证的缺失，使得有颌类的起源与崛起这个脊椎动物演化史中最关键的跃升之一一直笼罩在迷雾之中。

近十年来，朱敏院士率领的团队踏遍我国志留纪地层可能含鱼的二百多个地点，终于在华南志留纪早期地层中发现“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”，发现大量特异埋藏保存的完整志留纪早期鱼类化石，找到了破解有颌类最初崛起与辐射分化之谜的钥匙。应用高精度CT、性状大数据分析、流体动力学模拟等新技术新方法，团队向世界首次展示出最早的牙齿、头部、身体以及偶鳍雏形等过去完全未知的最早有颌类身体结构与解剖学信息，为解答“从鱼到人”探源最初阶段的一系列重要科学问题提供了确凿证据，改写了有颌脊椎动物早期演化历史的各个方面。

“贵州石阡化石库”时代为兰多维列世（志留纪早期）埃隆期最晚期，约4.39亿年前，含有数量多、保存好的有颌类微体化石。其中，双列黔齿鱼的齿旋代表最古老的有颌类牙齿，将牙齿最早化石证据前推了1400万年；新塑梵净山鱼棘刺的发现显示，早在志留纪早期，原始软骨鱼类已经演化出典型的栅棘鱼形态，同时具有硬骨鱼类的组织学特征。

“重庆特异埋藏化石库”时代为兰多维列世特列奇期，约4.36亿年前，是目前世界上唯一保存志留纪早期完整有颌类化石的特异埋藏化石库，堪称“鱼类的黎明”，这里发现的古鱼化石保存十分完整、精美。其中，无颌的盔甲鱼类灵动土家鱼为脊椎动物成对附肢起源提供关键化石证据；有颌的蠕纹沈氏棘鱼因为化石发现地在沈从文小说《边城》原型的附近而命名，是迄今所知最早的保存完好的软骨鱼，确证了鲨鱼是从“披盔戴甲”的祖先演化而来；奇迹秀山鱼则糅合了多个盾皮鱼大类的特征。

“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”的发现，在古生物学史上第一次大规模展示了志留纪鱼群特别是有颌类的面貌，揭示了早期有颌类崛起的过程：最迟到4.4亿年前，有颌类各大类群已经在华南地区欣欣向荣；到志留纪晚期，更多样、更大型的有颌类属种出现并开始扩散到全球，开启了鱼类登陆并最终演化成为人类的进程。对两处化石库的研究，将很多与人类相关的解剖学结构追溯到4.4亿年前的远古鱼类，填补了“从鱼到人”演化史上缺失的最初始环节，更新了对有颌类起源与崛起的传统认知，进一步夯实了“从鱼到人”的演化路径。

文/北京青年报记者 雷嘉

编辑/李晓萌