人類進化最早可追溯到一條魚

文/鄧濤：中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副所長、研究員

生物進化規律遵循從水生到陸生、從低等到高等、從簡單到複雜的規律，而人的進化最早可以追溯到一條魚。

地球的壽命已經長達46億年，生命的誕生是在距今38億年前，而魚類作為最古老的脊椎動物，它的出現卻是很久以後的事了。據中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員鄧濤介紹，發現於雲南澄江動物群的海口魚，是迄今發掘出的最古老的魚類，它可以追溯到距今5.3億年前的寒武紀。

到了4.08億年前~3.62億年前的泥盆紀，有一種魚率先爬上了陸地，變成了四足動物，它們首先進化形成了像蠑螈、娃娃魚這樣的兩棲動物，而後才變成了爬行類。

中生代是爬行動物的天下，其中的一些爬行動物成功演化成了恐龍、翼龍、魚龍這樣的絕對霸主，而同時期，有一支爬行動物進化成了哺乳動物。在當時，哺乳動物不過是區區的配角。誰知由於地球環境的驟變，生態空間的主宰者也徹底改變了。

從新生代起，哺乳動物真正登上了歷史舞台，食肉動物、嚙齒動物、有蹄動物等紛紛出現，當然也包括靈長類。「有意思的是，從最原始的哺乳動物到現在的獅、虎、馬、兔、象等，中間經歷了許多個進化階段，形態也發生了很大變化，唯獨靈長類幾乎是從最早的哺乳動物直接變化而來的。」鄧濤說，這也是為什麼人類在身體機能的進化上不如其他哺乳動物的原因。

而提到人的進化，人們總是好奇，為什麼現在靈長類沒有再進化成人？同問，為什麼再也沒有一條魚能夠變成人？

鄧濤解釋，這是因為所有物種都是單一起源，每一個物種的進化方向都是不同的，一旦進化的方向發生了分叉，就只能沿著各自的方向繼續發展，不可能再有交集。

近年來，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的科研人員或是獨立或是與國外學者合作，不斷找到新的化石證據，一點一滴還原從魚到人的過程。

從無頜到有頜

早期的魚類奇形怪狀，它們與人類的重要不同是沒有上下頜。因此，鄧濤指出，頜的起源是脊椎動物演化中的一個關鍵事件，它標誌著脊椎動物由被動的濾食性生活向主動的捕食性生活方式的一個過渡, 大大提高了脊椎動物的取食與適應能力。

那麼，究竟哪一條魚才是後來有頜魚的共同祖先呢？

科學家通過對現生有頜和無頜魚類的研究發現，它們的一個關鍵差別是單鼻孔和雙鼻孔的差別。在現生的無頜類盲鰻和七鰓鰻中，鼻囊與垂體緊密結合在一起，只有一個鼻孔開向外面，而所有有頜類動物都具有兩個獨立的外鼻孔，其中成對的鼻囊位於腦顱的兩側，並完全跟垂體分離。所以，分子生物學家和發育生物學家們認為，頜的起源與有頜類的雙鼻孔的起源是緊密結合在一起的，無頜類的兩個鼻囊彼此分離並從垂體系統脫離出來，是頜起源的先決條件。

2011年，蓋志琨、朱敏與英法等國科學家合作研究，發現了來自中國4億年前志留紀的一種無頜類盔甲魚。根據同步輻射X射線斷層掃描和三維重建技術的結果顯示，盔甲魚的鼻垂體系統已經分裂，成對鼻囊位於口鼻腔的兩側，並已經完全脫離垂體管。也就是說，正是從這種魚開始具備了進化成有頜類的重要基礎。後來，它被命名為「曙魚」，意為一條為有頜類起源帶來曙光的魚。

據鄧濤介紹，有頜類的魚進一步分化成了硬骨魚和軟骨魚，而位於人類進化主線上的是硬骨魚。2009年，朱敏團隊在雲南曲靖發現了迄今為止全球最古老的保存完整的硬骨魚乃至有頜脊椎動物化石，也是志留紀唯一完整保存的有頜類，將最古老的近乎完整的硬骨魚化石記錄向前推進了約800萬年。

來到陸地

魚類離開水，是進化史上重要的轉折點。最早的四足動物出現在大約3.7億年前至3.5億年前的晚泥盆世，它們是由硬骨魚中肉鰭魚進化而來的，是仍然保留某些魚類特徵的水陸兩棲動物。

早在2002年，朱敏等國內外學者在寧夏發現距今大約3.55億年的中國螈化石，取名「潘氏中國螈」。它擁有強健有力的肉質鰭和能夠呼吸空氣的肺，是一種即將離開水的奇怪兩棲類。這是全球發現的第10種泥盆紀四足動物，是魚石螈類化石在亞洲的首次發現，將亞洲地區四足動物的化石記錄提前了近1億年。

鄧濤解釋，據科學家推測，魚類最早來到陸地可能是由於近岸地帶水淺，容易受到污染，水質變差後，魚類呼吸困難，必須躍出水面呼吸空氣，於是，有些魚偶然蹦到了陸地。由於原本用鰓呼吸的結構並不適合這種需求，肺就逐漸進化形成了。

聽覺的進化

聽覺是人類的一個重要的感官功能，對所有哺乳動物而言，聽覺都是一個重要的適應演化過程，對生存來說至關重要。

哺乳動物的聽覺適應是由中耳的3塊小骨組成，即錘骨、砧骨和鐙骨加上耳膜的骨環，中耳的這些骨骼由爬行動物的下頜關節骨演化而來的。一直以來，古生物學家都在研究這些早期類型的下頜骨骼是如何與下頜分離，又是如何逐漸演化成現代哺乳動物中耳的。現有的研究發現，爬行類的下頜骨由若干不同的骨片構成，而在哺乳動物中下頜僅由一塊骨片構成，這表明大部分骨片已經演化為中耳的骨片，但卻一直沒有直接的化石證據記錄這一轉變。

2011年，客座研究員孟津等描述了一件化石標本，代表了三尖齒獸類的一個新種——胡氏遼尖齒獸。發現其下頜成分已經開始轉變為現生哺乳動物中耳的聽小骨，它的外鼓骨和錘骨已經不再和齒骨接觸，但仍然通過一細長的骨化麥氏軟骨與下頜相連。研究者認為在哺乳動物的演化過程中，麥氏軟骨應該起著保持穩定的作用，連接齒骨和已經分離的聽小骨。因此「胡氏遼尖齒獸標本」的出現填補了哺乳動物中耳演化的重要環節。

類人猿的祖先

早在1938年，古生物學家、地質學家楊鍾鍵在衡東嶺茶發現我國最早的「衡陽原古馬」化石，後經幾代地質學家70餘年研究，把嶺茶地區的始新統地層在中國區域地層表中定為「嶺茶階」，生物群定為「嶺茶生物群」。「嶺茶生物群」中特別引人注目的是亞洲德氏猴，距今約5500萬年，它也被認為是最早的真靈長類，是人類最早的遠古近親。2004年，倪喜軍等3位科學家在《自然》雜誌發表論文，第一次將嶺茶亞洲德氏猴介紹給了全世界。

而時隔近十年，倪喜軍團隊又在湖北省荊州市附近的湖相沉積中研究發現了同樣久遠的最早的類人猿祖先化石，命名「阿喀琉斯基猴」。此前，科學界發現的最早的類人猿化石來自4500萬年前，而這一成果將人類祖先的歷史推前了1000萬年。

阿喀琉斯基猴在靈長類的系統演化樹上與人類同屬於一個大的支系，它非常接近於類人猿和其他靈長類開始分叉的路口。鄧濤解釋，之所以這麼說，是因為經研究發現，它的腳後跟跟骨又短又寬，具有明顯的類人猿特徵，與人類的腳後跟也有共同點，這種腳後跟跟骨為人類直立行走奠定了生物學基礎。

《荷馬史詩》中的英雄阿喀琉斯的腳後跟，因是其唯一一個沒有浸泡到神水的地方，也是他身為人類唯一的弱點，後來在特洛伊戰爭中被人射中致命。「阿喀琉斯基猴」因此得名。

走出非洲

眾所周知，關於人類起源一直存在兩種假說，一種是「非洲起源說」，一種是「多地區起源說」。前者認為，現代人類起源於25萬年前~20萬年前的非洲，然後在大約10萬年前走出非洲，並完全取代了其他地區的古人種。這一取代過程未伴隨明顯的與原住人群的基因交流。後者認為，現代人是在4個地區出現並連續進化，而且在各個地區之間都有基因交流。鄧濤表示，如今越來越多的古人類學和分子生物學證據證明了後者的說法。

例如，2014年，劉武課題組與法國、美國的研究人員合作，初步揭示了東亞地區更新世古人類內耳迷路的形態。他們通過與世界各地51例更新世和180例全新世人類內耳迷路的形態特徵的對比和分析發現，中國許家窯人內耳迷路的形態與尼安德特人極其相似，表現為典型的「尼人內耳迷路模式」。

2015年，付巧妹與德國、美國、羅馬尼亞等國學者研究發現，約4萬年前的一個歐洲現代人含有6%~9%的尼安德特人基因。就在一年以前，他們還發現了距今4.5萬年的西伯利亞古人類標本與現代歐亞大陸人一樣，也含有少量的尼安德特人基因。

原標題：你是一條來自遠古的魚