[有颚类的初期进化至少有3000万年的巨大空白]有颚类的初期进化至少有3000万年的巨大空白

"科学技术是自立自强的. "

原题: 4亿4000万年前的鱼类化石,揭示了生命进化的奥秘

填补脊椎动物“鱼到人”进化史上缺失的最早期部分

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有颌类的出现和崛起是脊椎动物进化史上最重要的飞跃之一,人类许多重要器官和身体配置可以追溯到有颌类进化之初。 但是,这一飞跃具体是在什么时候什么地方又是如何发生的呢? 这些问题一直没能解答。

国际学术杂志《自然》于北京时间9月29日以封面文章的形式发表了团队的4篇学术论文,对这些有关有颚类起源和最早期进化的研究成果进行了总结报道。

有颚类的初期进化至少有3000万年的巨大空白

包括人类在内,地球上99.8%的脊椎动物都有颚骨,统称为有颌脊椎动物或有颌类。

朱敏说:“有颚类的出现是生命进化史上非常重要的一次飞跃。 有下巴就是有自由活动的嘴,这在脊椎动物从水里生活到陆地上时对摄取食物很重要。 ”

以前,科学家根据基因胚胎等线索推测,有颚类应该起源于4亿5千万年前的奥陶纪晚期,在志留纪应该已经繁盛。 但是,这一推测一直没有得到证实。 虽然有颌类直到志留纪晚期才出现较为完整的化石记录,但由于分子钟推算的有颌类起源并不晚于4.3亿年前奥陶纪晚期,所以有颌类的早期进化至少在3000万年间仍存在横跨整个志留纪的巨大空白,“是古生物学史上顽固存在的重大空白”

朱敏说:“因为这片空白的存在,我们知道有颚类在志留纪就已经存在了,但关于它们长什么样有多大处于什么样的生态系统彼此如何进化等问题

化石的缺失带来了有颚类的起源和崛起,这一脊椎动物进化史上最重要的飞跃之一,过去一直笼罩在雾中。

10年来,朱敏团队在我国志留纪地层中寻找到200多个可能含有鱼类化石的地方,终于在华南志留纪早期地层中发现了“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”,以及其中保存大量特异的完整志留纪早期鱼类化石,是有颌类的第一批

[有颚类的初期进化至少有3000万年的巨大空白]有颚类的初期进化至少有3000万年的巨大空白

鱼类化石的发现,有助于探索牙齿和脖子等器官的起源

经过对这两个化石库埋藏化石的挖掘采集和研究,团队科研人员断定,“贵州石碣化石库”时代是兰多维列世埃隆期的最后时期,约为4.39亿年前。 “重庆特异埋藏化石库”时代为兰多维列世特列奇期,约4.36亿年前。

“贵州石碣化石库”拥有数量多保存完好的有颌类微化石。 小组成员在其中发现23枚志留纪早期鱼类牙齿化石标本,长度仅为2.5毫米。 科研人员采用高精度CT三维复原及组织学切片等技术手段,对其中双列黔齿鱼的牙齿进行了细致的研究。

朱敏说:“研究表明,双列黔齿鱼的牙旋转结构与无颌咽齿和牙状物不同,具有左右两排镜像对称的初级牙单元,呈‘之’字形排列,基本侧面也分布有一定数量的侧生牙单元。 牙齿扭曲弯曲的形状和纵向的牙齿单元也很好地说明了牙槽内颚骨的起源。 ”

双列黔齿鱼的齿旋代表了最古老的有颚类牙齿,成为迄今为止有颚类出现的最早和直观的证据,将牙齿最早的化石证据推向了1400万年前。 同时,印证了此前科学家的推测,从志留纪初期就有颚类。

此外,科学家们还发现了另一个重要器官——首的起源。

在“重庆特异埋藏化石库”中,朱敏团队发现了大量4.36亿年前完美奇迹的秀山鱼化石。

“这条鱼也有下巴,保存得非常完整。 这也大大推动了完整的有颚类化石记录在1100万年前。 ”团队的朱幼安进一步解释说:“大多数有颚类都有可动的颈关节,没有颚的没有。” 秀山鱼作为有颚类的最初形态,处于进化的中间状态。 它的头甲中间有一个横向裂缝,可以在呼吸和进食时抬起和落下头。 这是更先进的踝关节雏形。 连接人头和脖子的枕骨,是从秀山鱼头这条裂缝前的骨片演化而来的。 ”

“重庆特异埋藏化石库”是目前世界上唯一保存志留纪早期完整有颌类化石的特异埋藏化石库,可以说是“鱼类的黎明”。 这是继澄江生物群热河生物群之后,我国发现的为探索生命树进化的重要节点提供许多重要证据的世界级特异埋藏化石库。

填补了《鱼到人》进化史上缺失的最早期的部分

此次发现是古生物学史上首次大规模展示志留纪鱼群,特别是有颚类的身影,揭示了早期有颚类崛起的过程。 最晚在4.4亿年前,有颌类各大类群在华南地区十分繁荣。 到志留纪晚期,出现了更为多样更为大型的颚类物种,开始向世界蔓延,开启了鱼类登陆最终向人类进化的过程。

朱敏说:“新发现古鱼类化石的研究,把许多与人类相关的解剖学结构追溯到四亿四千万年前的太古鱼类,填补了‘鱼到人’进化史上缺失的最早期环节,更新了对有颌类起源和崛起的传统认识,开辟了‘鱼到人’的进化路径

此次新发现的两个化石库,预计未来将继续为解开关于有颚类起源的许多谜题做出贡献。


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