奇異東生魚(yú)生態(tài)復(fù)原圖 古脊椎所Brian Choo繪制

生物進(jìn)化史上，從魚(yú)類(lèi)到早期兩棲類(lèi)動(dòng)物的演化過(guò)程一直不為人所知。近期在云南發(fā)現(xiàn)的一條魚(yú)類(lèi)化石，證明了早在4億多年前，我們的祖先尚在水中的時(shí)候，下頜和腦部就已出現(xiàn)進(jìn)化。這種變化對(duì)后來(lái)魚(yú)類(lèi)上岸并演化成早期兩棲類(lèi)動(dòng)物，十分關(guān)鍵。

這項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所朱敏研究員領(lǐng)導(dǎo)完成的研究成果，于近日刊登在英國(guó)《自然—通訊》雜志上。

魚(yú)類(lèi)最先進(jìn)化的功能

可能就是適應(yīng)晝夜節(jié)律

這條最古老的“四足魚(yú)”化石發(fā)現(xiàn)于云南省昭通早泥盆世地層中，距今約4.09億年。中科院研究課題組將其命名為“奇異東生魚(yú)”，以紀(jì)念中國(guó)泥盆脊椎動(dòng)物的早期研究者、已故著名地質(zhì)學(xué)家劉東生先生。

論文的第一作者盧靜博士介紹：“在生物進(jìn)化史上，從魚(yú)類(lèi)到早期兩棲類(lèi)動(dòng)物的演化過(guò)程中，經(jīng)過(guò)了基干四足動(dòng)物的階段。基干四足動(dòng)物中的一支登上陸地，衍生出最早的陸生脊椎動(dòng)物，并最終演化為人類(lèi)。不過(guò)這一階段化石資料奇缺。”也就是說(shuō)，從魚(yú)類(lèi)到基干四足動(dòng)物的過(guò)程中，究竟發(fā)生了哪些進(jìn)化，此前并不清楚。

“我們的研究結(jié)果是，奇異東生魚(yú)的頭部雖然保留了很多原始的特征，但是它的下頜已展示出典型的，甚至是非常進(jìn)步的四足動(dòng)物特征，和其他四足動(dòng)物支系的魚(yú)類(lèi)很相近了。這表明它的下頜演化速率更快。”

“更為奇異的是，2007年，我們把它拿到澳大利亞做了一個(gè)高精度CT掃描，重新構(gòu)化出它的腦腔。得到的結(jié)果是，它已經(jīng)具有真正爬上陸地的四足動(dòng)物的腦腔結(jié)構(gòu)。這一部位，對(duì)調(diào)節(jié)陸上動(dòng)物的晝夜節(jié)律，起著重要作用。”

也就是說(shuō)，在上岸之前，魚(yú)類(lèi)的下頜和腦部就已出現(xiàn)進(jìn)化，并且，本來(lái)對(duì)日夜變化并不敏感的魚(yú)類(lèi)，最先進(jìn)化出的功能，很可能就是適應(yīng)陸地上的晝夜節(jié)律。

4億年前的云南

是一片靠近赤道的海灣

據(jù)盧靜博士介紹，奇異東生魚(yú)化石早在1996年就已被發(fā)現(xiàn)，只是由于各種因素限制，標(biāo)本一直沒(méi)有修理出來(lái)。直到2004年，研究人員重新到昭通進(jìn)行發(fā)掘，在野外地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了更多這種魚(yú)的化石，進(jìn)行了系統(tǒng)的標(biāo)本采集和研究。

此前，像最古老的夢(mèng)幻魚(yú)化石、云南孔骨魚(yú)化石等許多魚(yú)類(lèi)“老祖宗”化石都在云南重見(jiàn)天日。這是由于，在4億年前，云貴高原是一片靠近赤道的海灣，氣候宜人，水分充足。所以，這里就成了肉鰭魚(yú)類(lèi)起源、進(jìn)化的中心。

盧靜說(shuō)，奇異東生魚(yú)的出現(xiàn)，填補(bǔ)了基干四足動(dòng)物早期化石記錄的空白，將四足動(dòng)物支系的演化歷史前推了一千萬(wàn)年，大大縮短了四足動(dòng)物與肺魚(yú)兩大支系化石記錄之間的年代鴻溝，并為研究四足動(dòng)物的早期演化提供了不可多得的資料。（趙航 曹弘揚(yáng)）