最早有脸生物?云南「初始全颌鱼」化石揭进化消失环节
▲最早有脸生物?云南「初始全颌鱼」化石揭进化消失环节。(图/取自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)
大陆科学家在云南省古老的「志留纪」地层中发现一条保存完好的古鱼,并将其命名为「初始全颌鱼」,这条鱼虽然在其他方面都保持着盾皮鱼纲的身体形态,但却已经演化出硬骨鱼纲的典型颌部结构或面部特征,可能是最早「有脸」的生物。
这项研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏教授及其团队提出,并发表于《自然》杂志上。研究团队认为,这条「初始全颌鱼」(Entelognathus primordialis)是古生物学家梦寐以求的,介于盾皮鱼纲、硬骨鱼纲两大类群之间的「缺失环节」,它在古生物学上的重要意义,类似始祖鸟、游走鲸和南方古猿等耳熟能详的「过渡化石」。
生物有无颌骨,不仅意味着是否「有脸」,更决定进食方式的异同,在进化角度有着重要意义。有颌类包括四大类群:盾皮鱼纲、棘鱼纲、硬骨鱼纲和软骨鱼纲。其中前两个纲业已全部灭绝,硬骨鱼纲则是陆生脊椎动物乃至人类直系祖先的起源。
科学家对早期有颌类的了解主要集中在泥盆纪,但是从泥盆纪一开始,有颌类四大类群不仅已经全部演化出来,而且彼此形态已经极为不同。例如,硬骨鱼已进化出现代意义的颌骨,而盾皮鱼只是一群披盔戴甲的原始有颌类。要了解不同有颌类之间的进化过程,必须往更早的地质机构中寻找「过渡化石」。此次发现的初始全颌鱼,正好弥补从无颌到有颌的进化过程中的缺失环节。
新发现的全颌鱼生活在距今4.2亿年前冈瓦纳大陆北缘的近岸水域中,体长约30公分,身体扁平,靠着在水底笨拙地游来游去,搜寻柔软的食物,如藻类、水母 和生物碎屑等等为生。牠生活的环境中已经存在相当大的掠食者,全颌鱼必须小心翼翼地避开牠们。
乍看之下牠很像盾皮鱼类,前半身包裹在大块骨片拼成的铠甲中,但翻过来仔细观察颌部,就会发现牠长着一张硬骨鱼类才有的嘴巴。因此,初始全颌鱼有可能是最早拥有现代颌骨构造的生物。
朱敏表示,「基于现有证据,特别是全颌鱼所提供的全新资讯,我们使用被称为分支系统分析的方法,对大量早期有颌脊椎动物进行综合研究,提出最新的有颌类演化谱系。在这一谱系中,盾皮鱼类被确证不再是一个单系或自然类群,而只是一系列较原始有颌脊椎动物的集合,而除盾皮鱼类外的所有有颌脊椎动物,却很有可能拥有共同的祖先,从而构成一个单系类群。全颌鱼跟硬骨鱼纲与软骨鱼纲的共同祖先很有可能长得差不多。」 全颌鱼的发现显示,有颌脊椎动物的共同祖先向两个方向发展:一支保留并改进盾皮鱼类的大型外骨骼骨片,这就是硬骨鱼类;另一支则遗弃大型外骨骼,代之以细小的鳞片和小块骨片,其中较原始的类群构成棘鱼,而软骨鱼类是由棘鱼中的一支演化而来。(新闻来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)