4亿多年前的志留纪水域里，一群小小的古鱼在水中穿梭，它们不会想到，自己的化石会在亿年后的今天，揭开人类祖先演化的关键谜题。

  3月5日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队卢静、朱幼安研究员等人，在国际期刊《自然》杂志以封面文章形式，同期发表两篇论文，展示了硬骨鱼类起源研究的最新研究成果，为“从鱼到人”的演化历程，补上了一块缺失已久的“拼图”。

　　图1 Nature封面。始骨鱼（中）和宏颌鱼三维复原。（制作：中国科学院古脊椎所拟石古生物可视化实验室）

  朱敏告诉记者，这次的发现，相当于找到了硬骨鱼类的“老祖宗”，填补了演化史上的空白，也证明了志留纪的硬骨鱼类已经非常多样化，演化出较大的体型，成为生态系统中的顶级掠食者，并分化出肉鳍鱼类和辐鳍鱼类，为它们后续成为地球上最繁盛的脊椎动物类群，以及“从鱼到人”奠定了基础。

  可能有人会问：硬骨鱼类跟我们人类，到底有啥关系？

  其实，硬骨鱼类是脊椎动物演化的“主干”，就像一棵大树的主枝，所有脊椎动物，包括我们人类，都从这根主枝上分化而来。它现存的两大支系——辐鳍鱼类和肉鳍鱼类，几乎占据了水中与陆地的广阔生态位。简单说，我们日常吃的鲤鱼、草鱼、带鱼，大多属于辐鳍鱼类，全世界这类鱼有三万多个物种；而肉鳍鱼类中的一支，在泥盆纪时期登陆，慢慢演化出包括人类在内的所有四足动物。也就是说，我们的祖先，亿万年前也曾是一条“鱼”。

  那么问题来了：既然硬骨鱼类这么重要，它的起源为啥长期以来迷雾重重？

  “核心难题就是‘缺信息’。”卢静解释道，过去学界找到的硬骨鱼化石，大多是泥盆纪已经“定型”的辐鳍鱼和肉鳍鱼类。而辐鳍鱼类和肉鳍鱼类分异前的原始硬骨鱼类，化石信息一直是空白，这就让学界始终无法解开硬骨鱼类起源的谜团。

  功夫不负有心人！经过十余年的野外发掘与室内研究，研究团队终于取得了两大关键发现，解锁了硬骨鱼类起源的秘密：

　　图2始骨鱼化石及复原。a.始骨鱼照片；b.始骨鱼标本线图；c.始骨鱼复原线稿；d.始骨鱼三维复原灰模。

  一是在重庆秀山志留纪早期地层中，找到了全球已知最早的完整硬骨鱼化石——重庆始骨鱼。它生活于4.36亿年前，全长仅3厘米，但头尾完整保存，不仅早于过去已知的硬骨鱼类大化石，而且比过去已知最早的硬骨鱼微体化石还要早。这种小型古鱼兼具原始与进步特征：身体呈流线形，只有一个背鳍和棘鳞等特征接近早期辐鳍鱼类，但没有硬骨鱼特有的鳞质鳍条，且有仅见于软骨鱼和盾皮鱼的臀鳍棘刺。始骨鱼的发现证明，硬骨鱼类的核心特征组合形成的时间，远比此前认知更早。

  图3 钝齿宏颌鱼化石及高精度CT重建。a.宏颌鱼照片；b.宏颌鱼三维重建；c.宏颌鱼头部骨片复原线图；d.宏颌鱼头部骨片位置复原；e.前上颌骨放大，显示与全颌盾皮鱼类相似的面板与腭板结构；f.下颌局部放大，显示着生在齿座上的齿垫结构。

  与之形成鲜明对比的，是发现于云南曲靖志留纪晚期约4.23亿年前地层中的钝齿宏颌鱼，全长超过1米，是志留纪最大的脊椎动物，团队经过近10年时间，经过数十次尝试，使用先进的成像技术和计算机三维重建和复原，还原了其完整的头部三维结构和深藏内部的解剖特征。研究发现，宏颌鱼牙齿排列为内外两列，内齿列的“齿垫”与独特齿座关联，证实为硬骨鱼类的原始齿列特征。同时，宏颌鱼关联的齿垫与齿座结构解开了半个世纪前在波罗的海志留纪地层中发现的零散齿垫化石着生之谜，明确了这类奇特牙齿的归属。

  图4 早期有颌类形态演化，显示始骨鱼和宏颌鱼在硬骨鱼类干群位置。

  通过系统发育分析，研究团队确定，这两种古鱼都属于硬骨鱼类干群，是辐鳍鱼与肉鳍鱼分异前的原始类型，揭示了硬骨鱼类，即辐鳍鱼类（包括今日大多数鱼类）与肉鳍鱼类（人类和四足动物也属于该支系）的最近共同祖先形态。这两个原始硬骨鱼类的发现丰富了有颌类早期辐射演化的认知，否定了“硬骨鱼祖先更接近肉鳍鱼”的推测，明确了早期硬骨鱼颌与牙齿的演化轨迹。

  “从现有证据看，中国南方很可能就是硬骨鱼类乃至有颌类的起源中心。”朱敏表示。

  古鱼已现，那么，未来呢？

  专家预测，我国拥有独一无二的志留纪有颌脊椎动物化石宝库，未来，随着对这些化石的持续研究，我们还能进一步揭开“从鱼到人”早期演化历程中的一系列关键飞跃——比如，鱼类的颌是怎么演化来的？肉鳍鱼类是如何一步步登陆的？这些困扰学界多年的谜题，或许都将在我国的化石中找到答案。（光明网记者宋雅娟 肖春芳）