一條4億年前的古魚，與包括人類在內(nèi)的現(xiàn)代有頜類動(dòng)物會有什么關(guān)系?

前不久，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱幼安、盧靜、朱敏領(lǐng)導(dǎo)的中國、澳大利亞、英國和瑞典學(xué)者組成的國際合作研究團(tuán)隊(duì)，通過對一塊4億年前的“鴨嘴獸古魚”化石標(biāo)本深入研究并獲得重要進(jìn)展，該成果論文在國際學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》上發(fā)表。

這一中外科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)并提出有頜脊椎動(dòng)物早期演化新框架，認(rèn)為“鴨嘴獸古魚”與包括人類在內(nèi)的現(xiàn)代有頜類動(dòng)物，是生物進(jìn)化史上較近的“親戚”。

遠(yuǎn)古“親戚”

據(jù)論文第一作者朱幼安介紹，大多數(shù)脊椎動(dòng)物，包括人類自身均屬于有頜類，即有頜的脊椎動(dòng)物。從頜的起源，到現(xiàn)代有頜類最近共同祖先出現(xiàn)之間，為一群被統(tǒng)稱為“盾皮魚類”的早期有頜魚類所填充，現(xiàn)代有頜類共同的“身體藍(lán)圖”，以及許多重要器官特征的起源，都需要到這中間去尋找。

布林達(dá)貝拉魚，就是一種中等體型的“盾皮魚類”，生活在4億年前澳大利亞東部的陸表淺海礁區(qū)。1980年，澳大利亞學(xué)者認(rèn)為布林達(dá)貝拉魚是一種很原始的古魚類。不過，受限于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段，該魚的內(nèi)耳半規(guī)管和內(nèi)淋巴系統(tǒng)等細(xì)節(jié)，無法確切得知。

最新的國際合作研究中，朱幼安等人應(yīng)用高精度CT掃描數(shù)據(jù)，對兩件新的布林達(dá)貝拉魚頭部標(biāo)本掃描和研究后發(fā)現(xiàn)，正是在過去不可知的區(qū)域內(nèi)，隱藏著十分重要的信息——布林達(dá)貝拉魚內(nèi)耳的上部和下部界限分明，前后半規(guī)管以發(fā)達(dá)的總腳和橢圓囊上腔相連，這與之前所知的其他“盾皮魚類”內(nèi)耳十分不同，而與現(xiàn)代有頜類相似。

“事實(shí)上，這一系列特征可以在包括人類在內(nèi)的大部分現(xiàn)代有頜類中找到。”朱幼安說。

據(jù)他介紹，此次研究發(fā)現(xiàn)，布林達(dá)貝拉魚擁有發(fā)達(dá)的內(nèi)淋巴囊，該內(nèi)淋巴囊向內(nèi)通過一垂直小管與內(nèi)耳前庭相連，向外又由穿透顱頂?shù)膬?nèi)淋巴管與外界相通，這與現(xiàn)代有頜類，特別是與軟骨魚類模式基本一致，進(jìn)一步支持了布林達(dá)貝拉魚與現(xiàn)代有頜類較近的關(guān)系。

新假說

學(xué)界對最早期有頜類演化關(guān)系的爭論由來已久。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為“盾皮魚類”形成一個(gè)自然類群，近年來，許多學(xué)者認(rèn)為“盾皮魚類”只是許多最早期有頜類的集合，代表了從無頜的甲胄魚演化到硬骨魚軟骨魚之間一系列的中間狀態(tài)。

論文通訊作者盧靜說，合作團(tuán)隊(duì)除對布林達(dá)貝拉魚內(nèi)耳進(jìn)行研究外，還通過CT掃描數(shù)據(jù)，對布林達(dá)貝拉魚顱頂甲骨片做了重新訂正，并認(rèn)為一些過去歸為布林達(dá)貝拉魚自有的特化性狀，實(shí)際上可以與現(xiàn)代有頜類比較。

根據(jù)這些新加入的數(shù)據(jù)，合作團(tuán)隊(duì)詳細(xì)厘定有頜類特征矩陣，對其進(jìn)行的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于最簡約假設(shè)的系統(tǒng)演化樹與之前假說有較大區(qū)別。在新提出的假說中，“盾皮魚類”確實(shí)不能構(gòu)成一個(gè)單系或自然類群。

盧靜說，布林達(dá)貝拉魚的最新研究，展現(xiàn)出對過去經(jīng)典標(biāo)本的重新認(rèn)識和對現(xiàn)有早期脊椎動(dòng)物演化框架的沖擊。近期，在我國發(fā)現(xiàn)了大量保存完好的志留紀(jì)(距今約4.4億至4.19億年)有頜魚類，它們已經(jīng)非常接近頜起源的時(shí)間和系統(tǒng)演化節(jié)點(diǎn)。

“后續(xù)的深入研究將提供全新資料，有望在頜的起源、有頜類早期演化框架等一系列重大科學(xué)問題上取得重要突破。”盧靜說。

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