4.4亿年前鱼类化石，揭开生命演化奥秘（科技自立自强）

　　核心阅读

　　地球上现存99.8%的脊椎动物都具有上颌与下巴，这些器官是怎么演化来的？中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在重庆、贵州等地约4.4亿年前的志留纪早期地层中发现两个化石库，首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供确切证据，并据此取得一系列新发现，填补了脊椎动物“从鱼到人”演化史上缺失的最初始环节。

　　有颌类（有上颌与下巴的脊椎动物）的出现与崛起是脊椎动物演化史上最关键的跃升之一，人类的很多重要器官与身体构型都可追溯到有颌类演化之初。然而，这一跃升具体发生在何时、何地，又是如何发生的？这些问题一直未能得到解答。

　　近期，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在我国重庆、贵州等地距今约4.4亿年前的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”，增添了我国又一个世界级的特异埋藏化石库，填补了全球志留纪早期有颌类化石记录的空白，首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供确切证据。

　　国际学术期刊《自然》于北京时间9月29日以封面文章形式同期发表团队的4篇学术论文，集中报道了这批有关有颌类起源与最早期演化的研究成果。

　　有颌类的早期演化曾经存在至少3000万年的巨大空白

　　包括人类在内，地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨（上颌与下巴），统称为有颌脊椎动物或有颌类。

　　朱敏说：“有颌类的出现是生命演化史上非常重要的一次跃升。有下巴就意味着有一张可以自由活动的嘴，对于脊椎动物从水里到陆地生活时摄取食物至关重要。”

　　以前，科学家根据基因、胚胎等线索推测，有颌类应该起源于4.5亿年前的奥陶纪晚期，而在志留纪应该就已经很繁盛了。但这种推测一直没有被证实。因为有颌类直到志留纪晚期（4.25亿年前）才出现较完善的化石记录，而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绵延3000万年、横跨整个志留纪的巨大空白，被称为“古生物学史上一个顽固存在的重大空白”。

　　朱敏说：“由于这个空白的存在，尽管我们知道有颌类在志留纪已经存在，但对它们到底长什么模样、有多大、处于什么生态位、彼此之间如何演化等问题一无所知，甚至不能确定志留纪地层中发现的零星棘刺、鳞片是否属于有颌鱼类。”

　　化石实证的缺失使得有颌类的起源与崛起，这个脊椎动物演化史中最关键的跃升之一，过去一直笼罩在迷雾之中。

　　近10年来，朱敏团队探寻我国志留纪地层中可能含有鱼类化石的200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”，以及其中大量特异埋藏保存的完整志留纪早期鱼类化石，找到了破解有颌类最初崛起与辐射分化之谜的钥匙。

　　鱼类化石的发现，有助于探寻牙齿、脖子等器官的起源

　　经过对这两个化石库埋藏化石的挖掘、采集和研究，团队科研人员判定：“贵州石阡化石库”时代为兰多维列世（志留纪早期）埃隆期最晚期，约4.39亿年前；“重庆特异埋藏化石库”时代，为兰多维列世特列奇期，约4.36亿年前。

　　“贵州石阡化石库”里含有数量多、保存好的有颌类微体化石。团队成员在其中发现了23枚志留纪早期的鱼类牙齿化石标本，长度仅2.5毫米。科研人员通过高精度CT、三维复原以及组织学切片等技术手段对其中的双列黔齿鱼牙齿开展了细致研究。