国科大专任教师朱敏院士团队首次展示一批保存完好的志留纪早期有颌鱼类化石

一天发4篇《自然》!朱敏团队解释人为什么能“滔滔不绝”

  • 胡珉琦 (媒体)
  • 创建于 2022-09-29
  • 1907

  人为什么能“滔滔不绝”?答案跟颌骨有关。

  人类的颌骨能够一直追溯到最原始的有颌脊椎动物。可是,在全世界范围内,早期有颌类化石记录还是一段空白。

  北京时间2022年9月28日晚23时,《自然》杂志同时上线了4篇中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队的论文,首次展示了一批保存完好的志留纪早期(约4.4亿年前)有颌鱼类化石。

  这一系列发现为有颌脊椎动物最初的崛起和辐射分化提供了重要启示。




图:最新发现的5种志留纪古鱼新属种的三维艺术复原,分别为蠕纹沈氏棘鱼、新塑梵净山鱼、双列黔齿鱼、灵动土家鱼和奇迹秀山鱼。拟石科技制作

  地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨,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。然而,这一跃升具体发生在何时、何地、又是如何发生?这些问题需要古生物学证据来回答。

  “有颌类直到志留纪晚期(约4.25亿年前)才出现较完善的化石记录,而之前的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三千万年、横跨整个志留纪的巨大空白。”朱敏说道。

  近十年来,朱敏团队踏遍我国志留纪地层可能含鱼的二百多个地点,终于在华南志留纪早期地层中发现“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”,发现大量特异埋藏保存的完整志留纪早期鱼类化石。

  团队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。

  朱敏介绍,“贵州石阡化石库”的时代为志留纪早期(约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。这些发现也让奥陶纪、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。

图:最新发现的5种志留纪古鱼新属种的三维艺术复原,分别为蠕纹沈氏棘鱼、新塑梵净山鱼、双列黔齿鱼、灵动土家鱼和奇迹秀山鱼。拟石科技制作

  “重庆特异埋藏化石库”时代同样是志留纪早期(约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。重庆特异埋藏化石库中发现的古鱼化石不仅数量众多、种类齐全,而且保存十分完整、精美,我们得以一窥志留纪初期脊椎动物特别是有颌类的全貌。

  其中,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。而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。

  朱敏表示,“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”的发现在古生物学史上第一次大规模展示了志留纪鱼群特别是有颌类的面貌,揭示了早期有颌类崛起的过程:最迟到4.4亿年前,有颌类各大类群已经在华南地区欣欣向荣;到志留纪晚期,更多样、更大型的有颌类属种出现并开始扩散到全球,开启了鱼类登陆并最终演化成为人类的进程。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05166-2 

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05136-8 

https://doi.org/10.1038/s41586-022-04897-6 

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05233-8

相关链接:

【人民日报】我国科学家在“从鱼到人”探源研究取得重大突破 (peopleapp.com)

【中央广播电视总台】[朝闻天下]找寻人类远祖“从鱼到人”探源研究取得重要突破 科学家揭示有颌脊椎动物起源与演化 (cctv.com)

【光明日报】我科学家填补“从鱼到人”演化关键环节 (gmdaily.cn)

【中国新闻网】4亿多年前这5种鱼拨开“从鱼到人”关键演化的重重迷雾 (chinanews.com)

【ChinaDaily】Fish fossils rewrite evolutionary history (chinadaily.com.cn)

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【科学大院】https://mp.weixin.qq.com/s/zukm3-vH2gyWPgaD46oIvw

【ScienceApe】https://mp.weixin.qq.com/s/CKRwS3jmS-XWux06wyLfmA

 

责任编辑:韩明瑞