有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動(dòng)物演化史上最關(guān)鍵的躍升之一,，人類的很多重要器官與身體構(gòu)型都可追溯到有頜類演化之初,。然而，這一躍升具體發(fā)生在何時(shí),、何地,、又是如何發(fā)生？由于早期有頜類存在化石空白,，這些問(wèn)題一直未能得到解答,。日前,，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱敏團(tuán)隊(duì)的重大發(fā)現(xiàn),，有望揭開(kāi)這些謎團(tuán)。

近期,，朱敏團(tuán)隊(duì)在我國(guó)重慶,、貴州等地志留紀(jì)早期距今約4.4億年的地層中發(fā)現(xiàn)“重慶特異埋藏化石庫(kù)”和“貴州石阡化石庫(kù)”,，增添了我國(guó)又一個(gè)世界級(jí)的特異埋藏化石庫(kù)，填補(bǔ)了全球志留紀(jì)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(jù),。

中國(guó)志留紀(jì)早期（蘭多維列世，約4.4億年前）五種古魚的三維復(fù)原(黔齒魚,，梵凈山魚,，土家魚，秀山魚,，沈氏棘魚,，自上而下)

國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志于9月28日在線發(fā)表了團(tuán)隊(duì)的4篇學(xué)術(shù)論文，集中報(bào)道了這批有關(guān)有頜類起源與最早期演化的研究成果,。

化石實(shí)證的缺失使得有頜類的起源與崛起一直籠罩在迷霧中

包括人類在內(nèi),，地球上現(xiàn)存99.8%的脊椎動(dòng)物都具有頜骨（上頜與下巴），統(tǒng)稱為有頜脊椎動(dòng)物或有頜類,。

有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動(dòng)物演化史上的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,。然而，由于有頜類直到志留紀(jì)晚期（4.25億年前）才出現(xiàn)較完善的化石記錄,，而分子鐘推斷的有頜類起源時(shí)間不晚于4.5億年前的奧陶紀(jì)晚期,，因此，有頜類的早期演化存在一段至少綿延三千萬(wàn)年,、橫跨整個(gè)志留紀(jì)的巨大空白,。古脊椎動(dòng)物學(xué)巨擘阿爾弗雷德·羅美爾曾經(jīng)將其稱為“古生物學(xué)史上一個(gè)頑固存在的重大空白”。

朱敏說(shuō)：“由于這個(gè)空白的存在,，盡管我們知道有頜類在志留紀(jì)已經(jīng)存在,，但對(duì)它們到底長(zhǎng)什么模樣，有多大,，處于什么生態(tài)位,，彼此之間如何演化等問(wèn)題一無(wú)所知，甚至不能確定志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的零星棘刺,、鱗片是否屬于有頜魚類,。”

化石實(shí)證的缺失使得有頜類的起源與崛起,，這個(gè)脊椎動(dòng)物演化史中最關(guān)鍵的躍升之一,，過(guò)去一直籠罩在重重迷霧之中,。有頜類在其出現(xiàn)的前三千萬(wàn)年一直是一個(gè)“幽靈支系”。

近10年來(lái),，朱敏團(tuán)隊(duì)踏遍我國(guó)志留紀(jì)地層可能含魚的二百多個(gè)地點(diǎn),，終于在華南志留紀(jì)早期地層中發(fā)現(xiàn)“重慶特異埋藏化石庫(kù)”和“貴州石阡化石庫(kù)”，以及其中大量特異埋藏保存的完整志留紀(jì)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,。

應(yīng)用高精度CT、性狀大數(shù)據(jù)分析,、流體動(dòng)力學(xué)模擬等新技術(shù)新方法,，團(tuán)隊(duì)向世界首次展示出最早有頜類的牙齒、頭部,、身體以及偶鰭的雛形等過(guò)去完全未知的最早有頜類身體結(jié)構(gòu)與解剖學(xué)信息,，為解答“從魚到人”探源最初階段的一系列重要科學(xué)問(wèn)題提供了確鑿證據(jù)，改寫了有頜脊椎動(dòng)物早期演化歷史的各個(gè)方面,。

將若干人類身體結(jié)構(gòu)的起源追溯到4.36億年前的化石魚類中

經(jīng)團(tuán)隊(duì)科研人員研究判定：“貴州石阡化石庫(kù)”時(shí)代為蘭多維列世（志留紀(jì)早期）埃隆期最晚期,，約4.39億年前?！爸貞c特異埋藏化石庫(kù)”時(shí)代,，為蘭多維列世特列奇期，約4.36億年前,。

“貴州石阡化石庫(kù)里面含有數(shù)量多,、保存好的有頜類微體化石?！敝烀粽f(shuō),，“其中，雙列黔齒魚的齒旋代表最古老的有頜類牙齒,，將牙齒最早化石證據(jù)前推了1400萬(wàn)年,。”

雙列黔齒魚齒旋（正模）數(shù)字復(fù)原，舌面觀,，標(biāo)本長(zhǎng)度剛過(guò)2毫米

新塑梵凈山魚棘刺的發(fā)現(xiàn)則顯示,，早在志留紀(jì)早期，原始軟骨魚類已經(jīng)演化出典型的柵棘魚形態(tài),，同時(shí)具有硬骨魚類的組織學(xué)特征,。上述進(jìn)展也讓奧陶紀(jì)、志留紀(jì)魚類鱗片和棘刺化石分類位置的長(zhǎng)期爭(zhēng)論塵埃落定。

新塑梵凈山魚三維復(fù)原

重慶特異埋藏化石庫(kù)可以說(shuō)是目前世界上唯一保存志留紀(jì)早期完整有頜類化石的特異埋藏化石庫(kù),，堪稱“魚類的黎明”。這是繼澄江生物群,、熱河生物群之后,，又一個(gè)在我國(guó)發(fā)現(xiàn)的、為探索生命之樹(shù)演化重要節(jié)點(diǎn)提供大量關(guān)鍵證據(jù)的世界級(jí)特異埋藏化石庫(kù),。

重慶特異埋藏化石庫(kù)化石照片

朱敏說(shuō)：“它的發(fā)現(xiàn)將完整有頜類的化石記錄前推了1100萬(wàn)年,，將若干人類身體結(jié)構(gòu)的起源追溯到4.36億年前的化石魚類中?！?/p>

重慶特異埋藏化石庫(kù)里面的古魚化石不僅數(shù)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(jì)初期脊椎動(dòng)物特別是有頜類的全貌。

科研人員對(duì)這些古魚化石進(jìn)一步研究后,，有了更多的發(fā)現(xiàn),。

朱敏團(tuán)隊(duì)成員蓋志琨說(shuō)：“比如，無(wú)頜的盔甲魚類靈動(dòng)土家魚為脊椎動(dòng)物成對(duì)附肢起源提供關(guān)鍵化石證據(jù),?！?/p>

來(lái)自重慶秀山4.36億年前的靈動(dòng)土家魚正型標(biāo)本照片與素描

團(tuán)隊(duì)成員朱幼安表示，“有頜的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(lái),。另一種有頜魚類奇跡秀山魚則糅合了多個(gè)盾皮魚大類的特征，為探究有頜類生命之樹(shù)根部主要類群的起源,，和脊椎動(dòng)物頭骨演化提供了珍貴資料,。”

蠕紋沈氏棘魚正型標(biāo)本,、示意性素描和形態(tài)學(xué)重建

奇跡秀山魚三維復(fù)原

填補(bǔ)了“從魚到人”演化史上缺失的最初始環(huán)節(jié)

“重慶特異埋藏化石庫(kù)”和“貴州石阡化石庫(kù)”的發(fā)現(xiàn)在古生物學(xué)史上第一次大規(guī)模展示了志留紀(jì)魚群特別是有頜類的面貌，揭示了早期有頜類崛起的過(guò)程：最遲到4.4億年前,，有頜類各大類群已經(jīng)在華南地區(qū)欣欣向榮,；到志留紀(jì)晚期，更多樣,、更大型的有頜類屬種出現(xiàn)并開(kāi)始擴(kuò)散到全球,，開(kāi)啟了魚類登陸并最終演化成為人類的進(jìn)程。

朱敏說(shuō)：“對(duì)這兩個(gè)新發(fā)現(xiàn)化石庫(kù)中古魚類化石的研究,，將很多與人類相關(guān)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)追溯到4.4億年前的遠(yuǎn)古魚類,，填補(bǔ)了‘從魚到人’演化史上缺失的最初始環(huán)節(jié)，更新了對(duì)有頜類起源與崛起的傳統(tǒng)認(rèn)知，進(jìn)一步夯實(shí)了‘從魚到人’的演化路徑,?！?/p>

國(guó)際古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)前主席、澳大利亞弗林德斯大學(xué)教授約翰·朗撰文說(shuō)：“這確實(shí)是令人驚嘆,、改變演化格局的化石發(fā)現(xiàn),，改寫了有頜脊椎動(dòng)物早期演化歷史的幾乎所有方面”

可以預(yù)見(jiàn)，“重慶特異埋藏化石庫(kù)”和“貴州石阡化石庫(kù)”未來(lái)還將繼續(xù)為解開(kāi)圍繞有頜類起源的重重謎團(tuán)做出持續(xù)貢獻(xiàn),。