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我國科學(xué)家在“從魚到人”探源研究取得重大突破

2022-09-29 05:37:13 來源：人民日報客戶端 A+A-

有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動物演化史上最關(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、何地、又是如何發(fā)生？由于早期有頜類存在化石空白，這些問題一直未能得到解答。日前，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所朱敏團隊的重大發(fā)現(xiàn)，有望揭開這些謎團。

近期，朱敏團隊在我國重慶、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”和“貴州石阡化石庫”，增添了我國又一個世界級的特異埋藏化石庫，填補了全球志留紀(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)表了團隊的4篇學(xué)術(shù)論文，集中報道了這批有關(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%的脊椎動物都具有頜骨（上頜與下巴），統(tǒng)稱為有頜脊椎動物或有頜類。

有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動物演化史上的最關(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年、橫跨整個志留紀(jì)的巨大空白。古脊椎動物學(xué)巨擘阿爾弗雷德·羅美爾曾經(jīng)將其稱為“古生物學(xué)史上一個頑固存在的重大空白”。

朱敏說：“由于這個空白的存在，盡管我們知道有頜類在志留紀(jì)已經(jīng)存在，但對它們到底長什么模樣，有多大，處于什么生態(tài)位，彼此之間如何演化等問題一無所知，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?！?/p>

化石實證的缺失使得有頜類的起源與崛起，這個脊椎動物演化史中最關(guān)鍵的躍升之一，過去一直籠罩在重重迷霧之中。有頜類在其出現(xiàn)的前三千萬年一直是一個“幽靈支系”。

近10年來，朱敏團隊踏遍我國志留紀(jì)地層可能含魚的二百多個地點，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”和“貴州石阡化石庫”，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、流體動力學(xué)模擬等新技術(shù)新方法，團隊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)問題提供了確鑿證據(jù)，改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的各個方面。

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)團隊科研人員研究判定：“貴州石阡化石庫”時代為蘭多維列世（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”時代，為蘭多維列世特列奇期，約4.36億年前。

“貴州石阡化石庫里面含有數(shù)量多、保存好的有頜類微體化石。”朱敏說，“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1400萬年?！?/p>

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