【世界新要闻】探秘古鱼：人类的“寻祖之旅”

4亿年前的一条古鱼偶然爬上陆地，改写了人类的进化史。

这条干了“惊天动地”之事的鱼到底什么样？它们背后庞大的“古鱼王国”和人类有哪些千丝万缕的联系？

【资料图】

近日，在北京市科学技术协会主办的第753期首都科学讲堂上，由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（中科院古脊椎所）研究员卢静带你探秘“古鱼王国”。

遇见梦中的鱼

从4亿年前的志留纪到3亿多年前的泥盆纪，脊椎动物发生了非常重要的变化：从无颌到有颌，从鱼鳍长出四肢，最后还爬上了陆地。

“这一时期有4个非常重要的演化节点：一是有颌类的出现；二是硬骨鱼类的起源，这时期已经开始和人类产生联系；三是和我们更有关联的肉鳍鱼类的起源和演化；四是真正的四足动物的出现。”卢静介绍，志留纪到泥盆纪的时代称为“鱼类时代”，因为此时地球上的脊椎动物几乎只有鱼类。

谈起“鱼类时代”，就不得不提云南曲靖。2007年至2008年间，经过数轮野外艰苦的考察与化石发掘，中科院古脊椎所的早期脊椎动物课题组在距今大约4.25亿年前的曲靖志留纪晚期地层中，发现了一件保存接近完整的硬骨鱼标本。

“2007年，我们在曲靖附近的一个小村庄开展了化石勘探工作，发现了一些疑似早期硬骨鱼类的化石碎片。经过修理出来的标本实际上是志留纪早期硬骨鱼类的一个完整下颌。”卢静回忆，2008年，团队又回到故地进行了更大规模探寻，发掘出一个非常珍贵的化石。后来，这个化石被命名为“梦幻鬼鱼”，意思就是只有在梦里才会出现的鱼。

这条鱼代表着人类遥远祖先的一个分支，它不但罕见地被完整保存下来，还有着出人意料的古老历史。

一条“游”了4亿年的鱼

和梦幻鬼鱼来自同一个地方的麒麟鱼和全颌鱼，身体结构极为相似，所以统称为全颌盾皮鱼类。盾皮鱼是一种非常特别的早期脊椎动物，它们出现在4亿年前的志留纪，到了3亿年前的泥盆纪，就已全部灭绝。

“牙齿的出现是生物一个非常重要的演化特征。”卢静介绍，在全颌鱼和麒麟鱼化石中，研究人员发现它们的嘴部出现了与硬骨鱼上颌和下颌骨同源的膜质骨结构。足以说明，这样的盾皮鱼类演化出了具有边缘膜质骨的上下颌，这个结构就是后来硬骨鱼类的颌骨，也是人类上下颌的雏形。

后来，盾皮鱼类中的一支最后演化成为了现生的硬骨鱼类。什么是硬骨鱼？它和人类又有什么关系？

“98%的脊椎动物都属于硬骨鱼类。”卢静解释，硬骨鱼类可以分成两支，一支叫辐鳍鱼类，目前我们已知可见的现生辐鳍鱼包括常见的青、草、鲢、鳙四大家鱼，以及一些出现在水族馆里的鱼类；另一支硬骨鱼类是肉鳍鱼类，这一支不常见，但和人类的关系非常密切。这是因为肉鳍鱼类中的一支最后爬上陆地，变成了四足动物。

随着越来越多形态解剖学和分子生物学等证据的出现，科学家发现，肉鳍鱼类中的肺鱼是现存的与四足动物之间亲缘关系最近的鱼类。

人类的“祖先鱼”初现端倪

顾名思义，肺鱼就是用肺呼吸的鱼。它在非常干涸的环境里，会形成像泥茧一样的东西，把自己封在里面休眠。一到湿润的雨季，它又会重新苏醒过来，回到水里生活。

早在1981年，古脊椎动物学家张弥曼院士读博士期间，使用当时前沿的连续磨片法，对2厘米多的化石鱼脑颅鉴定出一种全新的肉鳍鱼类化石。

“连续磨片法就是把化石脑颅放在连续磨片机上，设置一定的厚度，然后把它一点一点磨掉。每磨一张都可以在显微镜下观察相应的化石结构，画出素描图。磨完整个化石后，虽然化石没有了，但科学家可以获得有关这个化石脑颅结构的很多宝贵信息。”卢静介绍，为纪念已故的中国古生物学家杨钟健，张弥曼院士给这条鱼起名叫“杨氏鱼”。

为什么要研究鱼的颅脑？卢静称，脊椎动物的大脑是整个身体的中枢。研究颅脑的演化对我们了解脊椎动物如何一步步适应环境具有非常重要的意义。

通过连续磨片法，张弥曼发现杨氏鱼是不具有内鼻孔的。“这个发现否定了总鳍鱼类具有内鼻孔的说法，也意味着以杨氏鱼为代表的肺鱼这一支，尽管与四足动物关系很近，但并不是我们的直接祖先。”卢静说。

为了减少化石的损坏程度，2000年前后，古生物学者开始尝试使用更先进的CT技术，对化石的内部信息进行深度研究。

“我们对一件在云南昭通发现的指甲盖大小、4亿年前的脑颅化石进行了CT扫描和重建，获得了它脑颅的颅内模，也就是脑腔信息。这种鱼叫奇异东生鱼，是一条非常小的鱼，它的脑颅其实是最早四足动物支系化石的代表。”卢静说，这个发现说明，在4亿年前的奇异东生鱼脑颅里，已经具备且形成了一些和四足动物相关的重要特征。

人类的整个“寻祖之旅”其实是一个非常漫长的过程。科学家们只能用寻找到的化石碎片，一点一点地把从水中到陆地的这一段演化历程拼凑出来。过去从未过去，它已融入了我们的现在与未来。

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