脊椎动物最先长牙的鱼：《鱼到人》探源研究取得重大突破

近期，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队，采用新技术新方法对鱼类化石开展研究，在有颌类最早期分化、重要器官和身体构型演化等重要科学问题的探索中取得新进展，更新了对有颌类起源与崛起的传统认知。北京时间2022年9月29日，国际学术期刊《自然》杂志以封面文章形式，同期发表了团队的4篇学术论文。

　　据朱敏院士介绍，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。这一跃升具体发生在何时、何地，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3000万年、横跨整个志留纪的巨大空白。

　　近十年来，朱敏团队在我国志留纪地层可能含鱼的200多个地点进行探查研究，终于在华南志留纪早期距今约4.4亿年的地层中，发现了“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”，找到大量特异埋藏保存的完整志留纪早期鱼类化石。

　　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、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”的时代约为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。而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。上述进展也让奥陶纪、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”时代约为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”。这是继澄江生物群、热河生物群之后，又一个在我国发现的、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，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。

　　此外，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。另一种有颌鱼类奇迹秀山鱼则糅合了多个盾皮鱼大类的特征，为探究有颌类生命之树根部主要类群的起源，和脊椎动物头骨演化提供了珍贵资料。

　　“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。”这是国际古脊椎动物学会前主席约翰·朗教授对朱敏团队这一系列成果的评价。