(北京29日綜合電)從魚到人演化過程需近5億年,先後經歷了最早的無頜類演化變成有頜類、肉鰭魚類,之後登上陸地變成兩棲類和哺乳動物,最終演化成人類這樣一個漫長的過程。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士領銜的科研團隊經過多年的野外考察與研究,揭示了有頜脊椎動物起源與早期演化的重要信息,在“從魚到人”的探源研究領域取得重要突破。
《中國青年報》報道,朱敏院士團隊採用新技術新方法對魚類化石開展研究,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新進展,更新了對有頜類起源與崛起的傳統認知。
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9月29日,國際學術期刊《自然》雜誌以封面文章形式,同期發表了團隊的4篇學術論文。
據朱敏院士介紹,包括人類在內,地球上現存99.8%的脊椎動物都具有頜骨(上頜與下巴),統稱為有頜脊椎動物或有頜類。有頜類的出現與崛起,是“從魚到人” 的脊椎動物演化史上最關鍵的躍升之一,人類的很多重要器官與身體構型都可追溯到有頜類演化之初。這一躍升具體發生在何時、何地,如何發生,這些問題需要古生物學證據來回答。
然而,有頜類直到志留紀晚期(4.25億年前)才出現較完善的化石記錄,而分子鐘推斷的有頜類起源時間不晚於4.5億年前的奧陶紀晚期,因此,有頜類的早期演化,存在一段至少綿延3000萬年、橫跨整個志留紀的巨大空白。
報道說,近十年來,朱敏團隊在中國志留紀地層可能含魚的200多個地點進行探查研究,終於在華南志留紀早期距今約4.4億年的地層中,發現了“重慶特異埋藏化石庫”和“貴州石阡化石庫”,找到大量特異埋藏保存的完整志留紀早期魚類化石。
應用高精度CT、性狀大數據分析、流體動力學模擬等新技術新方法,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、最早有頜類身體結構與解剖學信息,為解答 “從魚到人” 探源最初階段的一系列重要科學問題提供了確鑿證據,改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的各個方面。
“貴州石阡化石庫”的時代約為4.39億年前,含有數量多、保存好的有頜類微體化石。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前推了1400萬年。
而新塑梵淨山魚棘刺的發現顯示,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。上述進展也讓奧陶紀、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。
“重慶特異埋藏化石庫”時代約為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,堪稱“魚類的黎明”。這是繼澄江生物群、熱河生物群之後,又一個在中國發現的、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。
此外,無頜的盔甲魚類靈動土家魚為脊椎動物成對附肢起源提供關鍵化石證據。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。另一種有頜魚類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群的起源,和脊椎動物頭骨演化提供了珍貴資料。
“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。”這是國際古脊椎動物學會前主席約翰·朗教授對朱敏團隊這一系列成果的評價。
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