全颌鱼,一条令人瞠目结舌的鱼
朱敏研究员是脊椎动物演化与人类起源重点实验室主任,主要从事早期脊椎动物起源、演化及相关生物地层学、古动物地理学研究。早在2013年,其研究组已经在Nature杂志上发文,报道了他们在中国云南省古老的志留纪地层中发现的一条保存完好的古鱼,他们将其命名为“初始全颌鱼”(Entelognathus primordialis),后者是全颌盾皮鱼类的第一个成员初始全颌鱼,在古生物学上的重要意义,类似于始祖鸟、游走鲸和南方古猿等耳熟能详的“过渡化石”。
简化的系统发育树,展示了膜质颌骨从盾皮鱼类原颌模式到硬骨鱼类全颌模式的演变序列。
棕色身体剪影图代表无颌的有颌类干群(甲胄鱼类),绿色身体剪影图代表有颌的有颌类干群(盾皮鱼类),蓝色身体剪影图代表有颌类冠群。
红色箭头指示口的位置,棕色箭头指示头与躯甲的分界。
“全颌鱼”被称为“一条令人瞠目结舌的鱼”,并被誉为“过去百年最重要的化石发现之一”。最新报道的长吻麒麟鱼既拥有能明确无误地将它归入全颌盾皮鱼类的特征,外形又在很多地方与已经发现的初始全颌鱼有很大不同,充分体现了全颌盾皮鱼类的多样化程度。
长吻麒麟鱼正型标本(IVPP V20732)照片,背视图(A),腹视图(B),侧视图(C)
在这篇文章中,朱敏研究组对麒麟鱼的化石进行了高精度CT扫描,并仔细地将一块块骨骼在计算机中重建为三维模型。经过反复对比研究他们发现,麒麟鱼和全颌鱼一样,已经具有上颌骨与前上颌骨组成的上颌。但是,麒麟鱼还没有演化出全颌鱼和硬骨鱼都有的、包覆着下颌底部的一系列骨片,它的下颌只有一块简单的下颌骨,这块下颌骨还保存着明显卷入口内的部分,而不像全颌鱼与后来的硬骨鱼一样,口内部分只剩下一条窄的咬合面。
麒麟鱼的颌骨形态确实处于全颌鱼和其他更原始盾皮鱼类之间的状态,它有一副“不完全的全颌”。它展现了颌早期演化的一个中间状态:麒麟鱼的颌已经告别盾皮鱼类的原始模式,进入新的演化阶段,膜质骨片开始向口外延伸,包覆并加固颌部,但还未达到全颌鱼的完善程度。这进一步揭示了全颌模式的演化历程,建立起硬骨鱼类的上颌骨、前上颌骨和齿骨与盾皮鱼类的三对颌部骨板的同源关系。人类的颌骨不仅能追溯到硬骨鱼类和全颌鱼,更可以追溯到我们更古老的远祖——原颌盾皮鱼类中。
纵观整个生命演化史,重大演化事件往往是飞跃式的,在地质时间的尺度下转瞬即逝,因而很难在化石记录中保存下来,造成了生物种类间大量的形态鸿沟和演化缺环。时代越是久远,这些鸿沟和缺环也就越多越大。偶尔,我们能够幸运地找到一些填补这些鸿沟和缺环的过渡化石,它们打开一扇扇难得的窗口,让人类得以一窥演化的奥妙。随着志留纪云南失落的古鱼王国中更多发现浮出水面,还有更多演化史诗的残简断章有待补完。
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