化石中的「上帝粒子」:奇特古魚填補演化失落環節

化石中的「上帝粒子」:奇特古魚填補演化失落環節

中國雲南發現了一塊令人瞠目結舌的「失落環節」化石。它叫「初始全頜魚」,擁有 4.19億年歷史。但對它的研究日前才剛剛在《自然》雜誌上發表。

NPLBNB 今天 13:24

時至今日,絕大多數重要的動物類群之間的「失落環節」都已經被古生物學家補上了。但現代魚類和盾皮魚類之間的演化環節仍然掩藏在迷霧之中,直到全頜魚重見天日。視頻展示了在《自然》雜誌上發表的全頜魚頜部骨骼。視頻提供:朱幼安

(文/約翰?朗1,譯/朱幼安2、盧靜3)這條保存精美的古魚結束了科學史上一場曠日持久的爭論,極大地改變了我們對早期脊椎動物演化的理解。對古生物學家來說,找到這條魚,就像物理學家找到了「上帝粒子」。

全頜魚(Entelognathus primordialis)也許是過去一百年中自始祖鳥以來,最激動人心的古生物學發現之一。主持這項研究的中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏說:「這在過去理論的框架下是不可想像的。但現在化石證據迫使我們去重新考慮這些理論。」

過去的理論是什麼呢?現代魚類分為兩大類群:軟骨魚類,包括鯊魚、鰩魚和銀鮫;以及占現生魚類絕大多數的硬骨魚類。數十年來,科學家一直在激烈地爭論現代魚類的共同祖先到底來自哪個類群、長什麼樣子。其中,大多數人都認為這個祖先的樣子長得像鯊魚。

現在,全頜魚毫無疑問地表明,一類被稱為「盾皮魚」的披盔戴甲的古魚是所有現代有頜魚類的直接祖先,這就推翻了長久以來佔據教科書和科普讀物位置的「似鯊祖先」論。

(上左)初始全頜魚化石;(上右)初始全頜魚復原圖;(下)初始全頜魚的生態復原圖。供圖:Brain Choo

你可能不知道「盾皮魚」是什麼玩意,然而這不影響它們在長達 7000萬年的時間內統治著海洋、河流和湖泊。而且,盾皮魚類是脊椎動物中的革命先行者:

  • 它們是第一類演化出頜、牙齒和和後肢(即魚類的腹鰭)的脊椎動物;
  • 它們是第一類擁有三對半規管,獲得立體平衡感的脊椎動物;
  • 它們還是第一類演化出體內受精的脊椎動物——也許,人類應當感謝它們發明了這種比體外受精更加令人愉悅的交配方式。
  • 全頜魚最奇特的地方就在於,它是一條長著硬骨魚嘴巴的盾皮魚。它的頭部和前半身都被相互連接的大塊骨片包覆著,這是盾皮魚類的典型特徵;然而,它的頜由一系列複雜的骨骼組成,與盾皮魚類簡單的頜骨毫無共同之處,卻與早期硬骨魚類的頜骨模式完全一致。全頜魚展示了完美的、介於盾皮魚類和硬骨魚類之間的過渡狀態。

    全頜魚還將人類顏面部的骨骼追溯到更古老的過去。全頜魚是被稱為齒骨的下頜骨骼在演化史上的第一次出現,齒骨就是人類的下巴骨。

    全頜魚發現後,科學家修正的脊椎動物演化樹。所有現生有頜脊椎動物的最近共同祖先,應該披盔戴甲,和全頜魚長得差不多,從而推翻了「似鯊祖先論」。供圖:盧靜

    文章共同作者之一、來自澳大利亞的 Brian Choo 說:「全頜魚是那種把教科書撕得粉碎,然後說:『嗨老頭兒,你過時啦』的化石。」

    謝謝全頜魚,真是塊好樣的化石。

    作者信息

  • 1.約翰?朗(John Long),著名古生物學家,現任北美古脊椎動物學會副主席,澳大利亞弗林德斯大學教授;
  • 2.朱幼安,中科院古脊椎動物與古人類研究所在讀博士生,《自然》文章作者之一;
  • 3.盧靜,中科院古脊椎動物與古人類研究所助理研究員,《自然》文章作者之一。
  • 題圖說明:本文列表小圖為《山海經》里的人物刑天,他以兩乳為雙目,用肚臍作口,因此……沒有「下巴」。在主題站首頁看到這幅圖片時,你猜到是他了嗎?

    推薦閱讀:

    話說宇宙演化
    先天八卦如何演化出後天八卦
    論先天八卦的演化以及向後天八卦的轉變(文:李守力)
    衰老與壽命的演化

    TAG:化石 | 失落 | 上帝 | 演化 |