鈍齒宏頜魚(yú)化石，發(fā)現(xiàn)于云南曲靖志留紀(jì)晚期（約4.23億年前）地層中，全長(zhǎng)1米有余，是當(dāng)時(shí)最大的魚(yú)類(lèi)。從完整的頭顱化石中可以看到，嘴里交錯(cuò)長(zhǎng)著小帽狀的“齒墊”，上面密布小牙。

全長(zhǎng)僅3厘米的重慶始骨魚(yú)化石，發(fā)現(xiàn)于重慶秀山志留紀(jì)早期（約4.36億年前）地層中，從頭到尾完整保存，是目前已知最古老的硬骨魚(yú)類(lèi)化石。以上圖片均為趙鋼攝。

網(wǎng)友：之前聽(tīng)過(guò)一種說(shuō)法——人類(lèi)是由魚(yú)變的。有證據(jù)能證明嗎？?jī)|萬(wàn)年前的魚(yú)長(zhǎng)什么樣，和現(xiàn)在的魚(yú)有啥不同？

編輯：“從魚(yú)到人”，是古生物學(xué)家從石頭里一點(diǎn)點(diǎn)敲出來(lái)的真相，有著豐富的化石證據(jù)。長(zhǎng)達(dá)5億年的演化史，藏著陸地脊椎動(dòng)物的身世之謎，是人類(lèi)探索生命起源最具吸引力的話(huà)題之一。經(jīng)過(guò)10余年野外發(fā)掘與室內(nèi)研究，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所朱敏院士團(tuán)隊(duì)，在前不久發(fā)現(xiàn)了距今4.36億年前的硬骨魚(yú)類(lèi)化石，并揭示兩種原始硬骨魚(yú)類(lèi)的形態(tài)及頜、牙齒、腦顱等部位的重要特征，相關(guān)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。本期“院士講科普”，我們邀請(qǐng)朱敏院士，解讀億萬(wàn)年前的硬骨魚(yú)化石，填補(bǔ)“從魚(yú)到人”演化鏈條中曾缺失的關(guān)鍵信息。

為什么說(shuō)魚(yú)是人類(lèi)的祖先

人類(lèi)的祖先是猿還是魚(yú)？

“正確答案是，猿和魚(yú)都是我們的祖先。相較于猿，魚(yú)類(lèi)更早，‘從魚(yú)到人’演化長(zhǎng)達(dá)5億年?！敝袊?guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員朱敏說(shuō)，包括人類(lèi)在內(nèi)，所有四足動(dòng)物（陸地脊椎動(dòng)物）都源自遠(yuǎn)古的魚(yú)類(lèi)祖先。

其演化脈絡(luò)大致為：從無(wú)頜魚(yú)類(lèi)開(kāi)始，歷經(jīng)原始有頜魚(yú)類(lèi)、硬骨魚(yú)類(lèi)，之后，又出現(xiàn)了一類(lèi)肉鰭魚(yú)，它們的魚(yú)鰭不是薄薄一片，而是肉厚、骨頭硬，里面的骨骼排列，與人類(lèi)手臂、腿骨十分相似。

有頜類(lèi)的出現(xiàn)與崛起是“從魚(yú)到人”演化史中最關(guān)鍵的躍升之一?！白钤绲募棺祫?dòng)物沒(méi)有上下頜?！敝烀艚榻B，在奧陶紀(jì)，演化史上發(fā)生一次重大革新——頜的出現(xiàn)，讓動(dòng)物能夠主動(dòng)捕食、撕咬和咀嚼，極大擴(kuò)展了食物范圍。

如今，地球上現(xiàn)存絕大多數(shù)的脊椎動(dòng)物都具有頜骨——也就是有上頜和下巴，并被統(tǒng)稱(chēng)為有頜脊椎動(dòng)物或有頜類(lèi)。

有頜魚(yú)類(lèi)包含四大類(lèi)群，其中兩類(lèi)已經(jīng)滅絕，剩余的兩類(lèi)，一類(lèi)是以鯊魚(yú)為代表的軟骨魚(yú)，一類(lèi)是硬骨魚(yú)。

“可以說(shuō)，硬骨魚(yú)類(lèi)是脊椎動(dòng)物演化的主干，其現(xiàn)存的兩大支系輻鰭魚(yú)類(lèi)和肉鰭魚(yú)類(lèi)，占據(jù)了水中與陸地的廣闊生態(tài)位?！敝烀粽f(shuō)，“其中輻鰭魚(yú)類(lèi)演化出3萬(wàn)多個(gè)物種，包括我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的絕大多數(shù)魚(yú)類(lèi)；肉鰭魚(yú)類(lèi)中的一支則在泥盆紀(jì)登陸，演化出包括我們?nèi)祟?lèi)在內(nèi)的所有四足動(dòng)物?！?/p>

硬骨魚(yú)類(lèi)又起源于什么呢？過(guò)去學(xué)界所知的硬骨魚(yú)化石大多是泥盆紀(jì)已經(jīng)特化的輻鰭魚(yú)類(lèi)與肉鰭魚(yú)類(lèi)，而這兩大類(lèi)群分異前的原始硬骨魚(yú)類(lèi)（硬骨魚(yú)類(lèi)干群）化石信息則缺失。

輻鰭魚(yú)類(lèi)與肉鰭魚(yú)類(lèi)的最近共同祖先形態(tài)如何？最早的硬骨魚(yú)是否已經(jīng)擁有后來(lái)硬骨魚(yú)的主要特征？“這些問(wèn)題都無(wú)法通過(guò)研究現(xiàn)生物種或出現(xiàn)時(shí)代較晚的硬骨魚(yú)類(lèi)化石來(lái)回答。”朱敏說(shuō)，要解開(kāi)這些謎題，必須找到缺失的兩大類(lèi)群分異前的原始硬骨魚(yú)類(lèi)（硬骨魚(yú)類(lèi)干群）化石信息。

原始硬骨魚(yú)化石現(xiàn)身，解開(kāi)半個(gè)世紀(jì)前的謎題

20世紀(jì)下半葉，古魚(yú)類(lèi)學(xué)家張彌曼在云南曲靖發(fā)現(xiàn)原始肉鰭魚(yú)類(lèi)化石楊氏魚(yú)。自此，學(xué)界將目光聚焦在中國(guó)南方，希望在這里找到確鑿的硬骨魚(yú)類(lèi)干群化石證據(jù)。

1999年，朱敏就與團(tuán)隊(duì)在曲靖地區(qū)考察和挖掘。但直到2012年，他們才逐漸發(fā)現(xiàn)硬骨魚(yú)類(lèi)干群化石的蛛絲馬跡。

“那一年，我們?cè)谠颇锨钢玖艏o(jì)晚期的地層中發(fā)現(xiàn)了零散的硬骨魚(yú)類(lèi)下頜，最長(zhǎng)的接近20厘米。”朱敏說(shuō)。這些下頜內(nèi)側(cè)長(zhǎng)著一排小丘狀的凸起。當(dāng)時(shí)推測(cè)，這些凸起是特化的牙齒，能夠壓碎硬殼食物，因此科研人員將這種硬骨魚(yú)命名為鈍齒宏頜魚(yú)，并認(rèn)為它屬于肉鰭魚(yú)類(lèi)。

隨后，在云南曲靖、重慶秀山等地，相繼又有一些重要的硬骨魚(yú)類(lèi)干群化石不斷現(xiàn)身。

經(jīng)過(guò)10余年野外發(fā)掘與室內(nèi)研究，朱敏團(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)，解開(kāi)了困擾學(xué)界半個(gè)世紀(jì)的齒墊歸屬謎題。

齒墊是什么？“研究發(fā)現(xiàn)，宏頜魚(yú)牙齒排列為內(nèi)外兩列，之前發(fā)現(xiàn)的小丘狀凸起，實(shí)際上是內(nèi)齒列的獨(dú)特齒座，上面還長(zhǎng)著帶密集小齒的齒墊，這種奇特的結(jié)構(gòu)，是硬骨魚(yú)類(lèi)的原始齒列特征。”朱敏說(shuō)，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，明確其歸屬于早期硬骨魚(yú)類(lèi)的內(nèi)齒列。

身長(zhǎng)僅3厘米的小魚(yú)，改寫(xiě)演化家譜

重慶始骨魚(yú)生活于4.36億年前，全長(zhǎng)僅3厘米，頭尾卻完整保存，不僅早于過(guò)去已知的硬骨魚(yú)類(lèi)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：身體呈流線形，只有一個(gè)背鰭，這些特征都接近早期輻鰭魚(yú)類(lèi)，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?！敝烀粽f(shuō)，“始骨魚(yú)的發(fā)現(xiàn)證明，硬骨魚(yú)類(lèi)重要特征形成的時(shí)間，遠(yuǎn)比我們此前所認(rèn)知的更早。”

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。

系統(tǒng)發(fā)育分析確定，重慶始骨魚(yú)、鈍齒宏頜魚(yú)均屬于過(guò)去了解甚少的硬骨魚(yú)類(lèi)干群，代表了輻鰭魚(yú)與肉鰭魚(yú)分異前的原始類(lèi)型。

“這兩個(gè)原始硬骨魚(yú)類(lèi)的發(fā)現(xiàn)，豐富了有頜類(lèi)早期輻射演化的認(rèn)知，明確了早期硬骨魚(yú)頜與牙齒的演化軌跡?！敝烀粽f(shuō)，志留紀(jì)的2000萬(wàn)年中，硬骨魚(yú)類(lèi)已經(jīng)非常多樣化，演化出較大的體形，成為生態(tài)系統(tǒng)中的頂級(jí)掠食者，并分化出肉鰭魚(yú)類(lèi)和輻鰭魚(yú)類(lèi)，為它們后續(xù)成為地球上最繁盛的脊椎動(dòng)物類(lèi)群，以及“從魚(yú)到人”奠定了基礎(chǔ)。

此次成果進(jìn)一步證實(shí)，我國(guó)南方是硬骨魚(yú)乃至整個(gè)有頜脊椎動(dòng)物起源的搖籃。不過(guò)，在“從魚(yú)到人”的演化鏈條中，仍有大量缺失的環(huán)節(jié)等待填補(bǔ)。未來(lái)，對(duì)志留紀(jì)有頜脊椎動(dòng)物的持續(xù)研究，將推動(dòng)學(xué)界破解更多“從魚(yú)到人”早期演化歷程中的重要科學(xué)問(wèn)題。

來(lái)源：《人民日?qǐng)?bào)》（ 2026年04月18日06版）

責(zé)任編輯：王海山