我科學家填補“從魚到人”演化關鍵環節

志留紀蘭多維列世重慶生物羣生態復原圖 （鄭秋暘繪）

【科技前沿】

頜骨——上頜與下巴的出現，是脊椎動物“從魚到人”的演化史上最關鍵的躍升之一，也是人類很多重要器官與身體構型形成的“起點”。但因為化石的缺失，有頜類的起源與演化一直成謎——它們彷彿是突然出現的，古脊椎動物學巨擘阿爾弗雷德·羅美爾曾將其稱為“古生物學史上一個頑固存在的重大空白”。

如今，這個空白有望被我國科學家填補。國際學術期刊《自然》9月28日發表了團隊的4篇學術論文，集中報道了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士團隊在重慶、貴州志留紀早期（距今約4.4億年）地層中發現的五條古魚。這些發現填補了全球志留紀早期有頜類化石記錄的空白，首次為有頜類的崛起與最早期輻射分化提供確切證據，讓解答“從魚到人”最初階段的一系列重要科學問題成為可能。

更重要的是，朱敏説：“我們在重慶和貴州發現了豐富的古魚化石庫藏，可以稱之為‘重慶特異埋藏化石庫’和‘貴州石阡化石庫’，為我國再添世界級的特異埋藏化石庫。可以期待，我們將在這裏揭開更多遠古的奧秘，探討地球的演化和生命更迭。”

五條古魚中，隱藏着有頜類起源與崛起的奧秘

朱敏介紹，這五條古魚分別是發現於貴州石阡的雙列黔齒魚和新塑梵淨山魚，發現於重慶的靈動土家魚、蠕紋沈氏棘魚和奇蹟秀山魚。研究團隊採用新技術新方法對這些魚類化石開展了詳細研究，發現了最早有頜類的牙齒、頭部、身體以及偶鰭的雛形，是過去完全未知的最早有頜類的身體結構與解剖學信息。這些發現在有頜類最早期分化、重要器官和身體構型演化等重要科學問題的探索中取得了新進展，刷新了傳統認知。

雙列黔齒魚的重要性在於它的牙齒，朱敏説：“其齒旋代表最古老的有頜類牙齒，將牙齒最早化石證據前推了1400萬年。”新塑梵淨山魚的重要性在於它的棘刺。“這一發現顯示，早在志留紀早期，原始軟骨魚類已經演化出典型的柵棘魚形態，同時具有硬骨魚類的組織學特徵。”朱敏説：“這些進展讓奧陶紀、志留紀魚類鱗片和棘刺化石分類位置的長期爭論塵埃落定。”

盔甲魚類靈動土家魚是一種無頜魚，它的發現為脊椎動物何時演化出了成對的附肢提供了關鍵化石證據。沈氏棘魚和奇蹟秀山魚都是有頜魚類，蠕紋沈氏棘魚是迄今所知最早的保存完好的軟骨魚，確證了鯊魚是從“披盔戴甲”的祖先演化而來；奇蹟秀山魚則糅合了多個盾皮魚大類的特徵，為探究有頜類生命之樹根部主要類羣的起源和脊椎動物頭骨演化提供了珍貴資料。

這些新發現在古生物學史上第一次大規模展示了志留紀魚羣特別是有頜類的面貌，揭示了早期有頜類崛起的過程：最遲到4.4億年前，有頜類各大類羣已經在華南地區欣欣向榮；到志留紀晚期，更多樣、更大型的有頜類屬種出現並開始擴散到全球，開啓了魚類登陸並最終演化成為人類的進程。

國際古脊椎動物學會前主席、澳大利亞弗林德斯大學John Long教授撰文稱：“這確實是令人驚歎、改變演化格局的化石發現，改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的幾乎所有方面。”

解密“從魚到人”，還要看中國

中國是古生物化石保存的“福地”，從澄江化石羣、熱河化石羣，再到貴州石阡化石庫、重慶特異埋藏化石庫，地球生命演化的早期歷史在古生物學家們的手中逐漸重現。

近十年來，朱敏團隊踏遍我國志留紀地層可能含魚的二百多個地點，終於在重慶和貴州石阡發現大量特異埋藏保存的完整志留紀早期魚類化石，找到了破解有頜類最初崛起與輻射分化之謎的鑰匙。

朱敏説：“貴州石阡化石庫時代為蘭多維列世（志留紀早期）埃隆期最晚期，約4.39億年前，含有數量多、保存好的有頜類微體化石。重慶特異埋藏化石庫時代為蘭多維列世特列奇期，約4.36億年前，是目前世界上唯一保存志留紀早期完整有頜類化石的特異埋藏化石庫。”

其中，重慶特異埋藏化石庫堪稱“魚類的黎明”。朱敏説：“這是繼澄江生物羣、熱河生物羣之後，又一個在我國發現的、為探索生命之樹演化重要節點提供大量關鍵證據的世界級特異埋藏化石庫，將完整有頜類的化石記錄前推了1100萬年，將若干人類身體結構的起源追溯到4.36億年前的化石魚類中。重慶特異埋藏化石庫中發現的古魚化石不僅數量眾多、種類齊全，而且保存十分完整、精美，我們得以一窺志留紀初期脊椎動物特別是有頜類的全貌。”

對重慶特異埋藏化石庫和貴州石阡化石庫的化石研究，將很多與人類相關的解剖學結構追溯到4.4億年前的遠古魚類，填補了“從魚到人”演化史上缺失的最初始環節，更新了對有頜類起源與崛起的傳統認知，進一步夯實了“從魚到人”的演化路徑。

“古生物學界對北美、澳洲等地的志留紀地層的研究已經很多，至今沒有發現比我們更好的結果。”朱敏説，“我們有這樣得天獨厚的寶藏，解密有頜類起源與崛起、探索‘從魚到人’的演化路徑，還要看中國！”

（本報北京9月28日電 本報記者 齊芳）