近日,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱敏院士團(tuán)隊(duì)在“從魚(yú)到人”探源研究領(lǐng)域取得重大突破。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了已知最早的硬骨魚(yú)類化石,揭示了兩種原始硬骨魚(yú)類的形態(tài)及頜、牙齒、腦顱等重要特征。分析顯示,這兩者均屬于過(guò)去信息缺失的硬骨魚(yú)類干群,代表了肉鰭魚(yú)類和輻鰭魚(yú)類這兩大支系分開(kāi)之前最為原始的硬骨魚(yú)類。相關(guān)研究填補(bǔ)了“從魚(yú)到人”演化歷程中的空白,顯示我國(guó)為早期脊椎動(dòng)物演化的“東方搖籃”。

該成果于北京時(shí)間2026年3月5日在國(guó)際期刊《自然》雜志以封面文章形式同期發(fā)表兩篇論文。

硬骨魚(yú)類是脊椎動(dòng)物演化的主干,其現(xiàn)存兩大支系輻鰭魚(yú)類和肉鰭魚(yú)類,占據(jù)了水中與陸地的廣闊生態(tài)位。其中輻鰭魚(yú)類演化出三萬(wàn)多個(gè)物種,包括我們?nèi)粘K?jiàn)的絕大多數(shù)魚(yú)類;肉鰭魚(yú)類中的一支則在泥盆紀(jì)登陸,演化出包括人類在內(nèi)的所有四足動(dòng)物。
然而,硬骨魚(yú)類的起源長(zhǎng)期以來(lái)迷霧重重,核心難題在于,過(guò)去學(xué)界所知道的硬骨魚(yú)化石大多是泥盆紀(jì)已經(jīng)特化的輻鰭魚(yú)與肉鰭魚(yú)類,而這兩大類群分異前的原始硬骨魚(yú)類(硬骨魚(yú)類干群)化石信息缺失,導(dǎo)致學(xué)界始終無(wú)法確知輻鰭魚(yú)類和肉鰭魚(yú)類的最近共同祖先形態(tài)。
經(jīng)過(guò)十余年野外發(fā)掘與室內(nèi)研究,研究團(tuán)隊(duì)取得了兩大關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):一是在重慶秀山志留紀(jì)早期地層中,發(fā)現(xiàn)了全球已知最早的完整硬骨魚(yú)化石——重慶始骨魚(yú);二是在云南曲靖志留紀(jì)晚期地層中,通過(guò)高分辨率CT成像技術(shù),詳細(xì)解析了志留紀(jì)最大的脊椎動(dòng)物——鈍齒宏頜魚(yú)的完整頭部結(jié)構(gòu)和牙齒形態(tài),揭開(kāi)了困擾學(xué)界半個(gè)世紀(jì)的“齒墊”歸屬謎題。

重慶始骨魚(yú)生活于4.36億年前,全長(zhǎng)僅3厘米,但卻頭尾完整保存,不僅早于過(guò)去已知的硬骨魚(yú)類大化石,而且比過(guò)去已知最早的硬骨魚(yú)微體化石還要早。

“這種小型古魚(yú)兼具原始與進(jìn)步特征:身體呈流線型,只有一個(gè)背鰭和棘鱗等特征接近早期輻鰭魚(yú)類,但沒(méi)有硬骨魚(yú)特有的鱗質(zhì)鰭條,且有僅見(jiàn)于軟骨魚(yú)和盾皮魚(yú)的臀鰭棘刺?!敝袊?guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎與古人類研究所研究員朱敏說(shuō),“始骨魚(yú)的發(fā)現(xiàn)證明,硬骨魚(yú)類的核心特征組合形成的時(shí)間,遠(yuǎn)比此前認(rèn)知更早?!?/p>
與之形成鮮明對(duì)比的是發(fā)現(xiàn)于云南曲靖志留紀(jì)晚期約4.23億年前地層中的鈍齒宏頜魚(yú),全長(zhǎng)超過(guò)1米,是志留紀(jì)最大的脊椎動(dòng)物。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近10年時(shí)間,經(jīng)過(guò)數(shù)十次嘗試,使用先進(jìn)的成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)三維重建和復(fù)原,還原了其完整的頭部三維結(jié)構(gòu)和深藏內(nèi)部的解剖特征。

“我們研究發(fā)現(xiàn),宏頜魚(yú)牙齒排列為內(nèi)外兩列,內(nèi)齒列的‘齒墊’與獨(dú)特齒座關(guān)聯(lián),證實(shí)為硬骨魚(yú)類的原始齒列特征。” 中國(guó)科學(xué)院古脊椎與古人類研究所研究員盧靜說(shuō),同時(shí),宏頜魚(yú)關(guān)聯(lián)的齒墊與齒座結(jié)構(gòu)解開(kāi)了半個(gè)世紀(jì)前在波羅的海志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的零散齒墊化石著生之謎,明確了這類奇特牙齒的歸屬。
系統(tǒng)發(fā)育分析確定地將兩種古魚(yú)置于硬骨魚(yú)類干群,代表了輻鰭魚(yú)與肉鰭魚(yú)分異前的原始類型,揭示了硬骨魚(yú)類,即輻鰭魚(yú)類(包括今日大多數(shù)魚(yú)類)與肉鰭魚(yú)類(人類和四足動(dòng)物也屬于該支系)的最近共同祖先形態(tài)。這兩個(gè)原始硬骨魚(yú)類的發(fā)現(xiàn)豐富了有頜類早期輻射演化的認(rèn)知,否定了“硬骨魚(yú)祖先更接近肉鰭魚(yú)”的推測(cè),明確了早期硬骨魚(yú)頜與牙齒的演化軌跡。
“此次成果進(jìn)一步證實(shí),我國(guó)華南地區(qū)是硬骨魚(yú)乃至整個(gè)有頜脊椎動(dòng)物起源的‘搖籃’?!敝烀粽f(shuō)。
未來(lái),對(duì)我國(guó)獨(dú)一無(wú)二的志留紀(jì)有頜脊椎動(dòng)物的持續(xù)研究,將推動(dòng)學(xué)界重新認(rèn)識(shí)“從魚(yú)到人”早期演化歷程中的一系列關(guān)鍵飛躍。
編輯:張紅艷