改写有颌脊椎动物早期演化历史 “从鱼到人”关键证据被发现

五种志留纪古鱼类新属种的艺术复原图，从上到下分别为蠕纹沈氏棘鱼、新塑梵净山鱼、双列黔齿鱼、灵动土家鱼和奇迹秀山鱼。（中科院古脊椎所供图）

重庆特异埋藏化石库。（中科院古脊椎所供图/图）

（神秘的地球uux.cn）据南方周末（特约撰稿 鞠强）：生命的起源和演化是当代科学的重大课题之一，其中脊椎动物的起源和演化更是关系人类从何而来，因此备受关注。经过长期的探索，古生物学家借助化石证据和现代技术手段已经逐步了解了4亿多年来脊椎动物的演化历程，但其中一些关键的环节仍然缺失。在世界各地寻找新的化石证据并进行研究，成为古生物学家完成生命演化拼图的努力方向。

2022年9月29日，由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士领导的研究团队在国际著名科学期刊《自然》（Nature）上以封面文章的形式同期发表4篇论文，集中报道了他们对有颌脊椎动物（有颌类）起源与最早期演化的最新重要研究进展。

研究团队在重庆、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”，使我国又多了一个世界级的特异埋藏化石库，填补了全球志留纪早期有颌类化石记录的空白，首次为有颌类的最早期崛起与辐射分化提供了确切的证据。

这个团队采用新技术、新方法对这些鱼类化石进行了详细研究，向世界首次展示出最早的有颌类的牙齿、头部、身体以及偶鳍的雏形等过去完全未知的身体结构与解剖学信息，回答了有颌类最早期分化、重要器官和身体构型演化等重要的科学问题，改写了有颌类早期演化的历史，刷新了古生物学界对“从鱼到人”最初阶段的认知。

五种古鱼上新

在这次公布的研究进展中，朱敏领导的研究团队展示了5种远古鱼类。其中，贵州石阡化石库的时代为志留纪早期兰多维列世埃隆期最晚期，距今约4.39亿年，含有数量多、保存好的有颌类微体化石。研究人员在论文中介绍了来自贵州的2种古鱼。双列黔齿鱼（Qianodus duplicis）名字中的“黔”即贵州的简称，它的齿旋代表已知最古老的有颌类牙齿，将最早的牙齿化石证据前推了1400万年。新塑梵净山鱼（Fanjingshania renovata）的发现地距离梵净山不远，它的棘刺的发现显示，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。这些发现让围绕奥陶纪、志留纪鱼类鳞片和棘刺化石分类位置的长期争论尘埃落定。

重庆特异埋藏化石库的时代为兰多维列世特列奇期，距今约4.36亿年，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，也是继澄江生物群、热河生物群之后，在我国发现的又一个为探索生命之树演化重要节点提供大量关键证据的世界级特异埋藏化石库，将完整有颌类的化石记录前推了1100万年，并将若干人类身体结构的起源追溯到4.36亿年前的化石鱼类中。重庆特异埋藏化石库中发现的古鱼化石不仅数量众多、种类齐全，而且保存十分完整、精美，我们得以一窥志留纪初期脊椎动物特别是有颌类的全貌。

研究人员这次报告了在重庆特异埋藏化石库中发现的3种古鱼。无颌的盔甲鱼类——灵动土家鱼（Tujiaaspis vividus）为脊椎动物成对附肢的起源提供了关键的化石证据。有颌的蠕纹沈氏棘鱼（Shenacanthus vermiformis）是迄今所知最早的保存完好的软骨鱼，它既具有典型软骨鱼类的身体构型，同时还拥有类似盾皮鱼类的、过去从未在任何软骨鱼类中发现的包围肩带的大块膜质骨甲，证明软骨鱼类由“戴盔披甲”的祖先演化而来。

在重庆特异埋藏化石库中，数量最多的化石来自另一种有颌鱼类，即奇迹秀山鱼（Xiushanosteus mirabilis）。它糅合了多个盾皮鱼大类的特征，其颅顶甲型式为盾皮鱼向硬骨鱼演化过程中颅顶甲骨片的变化提供了重要信息，为探究有颌类生命之树根部主要类群的起源和脊椎动物头骨的演化提供了珍贵资料。

本次在《自然》上公布的这些新发现的远古鱼类首次揭示了有颌脊椎动物在志留纪早期的大分化，同时极为罕见地展示了最早期有颌类的全身结构和重要解剖学信息。国际古脊椎动物学会前主席、澳大利亚弗林德斯大学教授约翰·朗（John Long）这样评价这4篇论文所展示的研究工作：“这确实是令人惊叹、改变演化格局的化石发现，改写了有颌脊椎动物早期演化历史的几乎所有方面。”

从鱼到人的历程

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