鱼类有哪些(常见的鱼的种类)

中国科学院古脊椎动物研究所研究团队代表朱幼安副教授、盖志坤研究员、朱敏院士、鲁静研究员(从左至右)。中新社记者孙自法摄中新网北京9月29日电(记者孙自法)包括人

鱼类有哪些(常见的鱼的种类)插图中国科学院古脊椎动物研究所研究团队代表朱幼安副教授、盖志坤研究员、朱敏院士、鲁静研究员(从左至右)。中新社记者孙自法摄

中新网北京9月29日电(记者孙自法)包括人类在内,地球上现存脊椎动物的99.8%都有颌(上颚和下颚),统称为颌类脊椎动物或颌类。颚骨的出现和崛起是脊椎动物从鱼进化到人的历史上最关键的飞跃之一。许多重要的人体器官和身体结构可以追溯到颚骨进化的开始。

鱼类有哪些(常见的鱼的种类)插图(1)五种新发现的中国早志留世鱼类的艺术复原。张鹤鸣绘画

为什么从鱼进化到人的过程中会出现大白空白?

这个最关键的跳跃是何时、何地、如何发生的?因为缺乏化石证据,一直笼罩在重重迷雾中。此前,颌骨的完整化石记录直到约4.25亿年前的晚志留世(约4.44-4.19亿年前)才出现,而分子钟推断颌骨的起源不晚于晚奥陶世(约4.85-4.44亿年前),因此其早期演化持续了约3000万年,跨越了整个志留世。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中国科学院古脊椎动物研究所)朱民院士“十年磨一剑”,对重庆、贵州早志留世地层首次发现的5种古鱼类化石进行了详细分析和深入研究,将最早的颌齿化石证据和完整的颌化石记录分别提前了1400万年和1100万年,从而填补了全球早志留世颌化石记录的重要地位。

由中国科学家完成的“鱼到人”起源研究重大突破的一组4篇论文,于北京时间9月28日夜在线发表在国际知名学术期刊《自然》上,并于29日以封面文章的形式同步发表。

鱼类有哪些(常见的鱼的种类)插图(2)朱民院士科普解读“从鱼到人”起源的最新研究成果。中新社记者孙自法摄

五种古鱼类化石研究中有哪些重要发现?

在论文发表前夕,朱民院士在接受采访时表示,近十年来,他带领团队走访了中国志留系地层中可能含有鱼类的地方200多个,最终在华南早志留世地层中发现了“重庆特殊埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”,发现了大量特殊埋藏保存的完整的早志留世鱼类化石,找到了解开颌骨初始上升和辐射分化之谜的“钥匙”。

“贵州石阡化石库”可追溯到距今约4.39亿年前的早志留世,包含大量保存完好的颌骨微体化石。其中,化石“双排贵州齿鱼”的牙齿旋转代表了最古老的颌齿,将最早的颌齿化石证据往前推了1400万年。“新塑梵净山鱼”棘的发现表明,早在早志留世,原始软骨鱼已经演化为典型的栅刺鱼的形状,并具有硬骨鱼的组织学特征。这些研究进展也解决了长期以来关于奥陶纪和志留纪鱼鳞和棘化石分类位置的争论。

距今约4.36亿年的“重庆特埋藏化石库”,是目前世界上唯一保存完整的志留纪早期颌骨化石的特埋藏化石库,堪称“鱼的黎明”。是继澄江生物群和热河生物群之后,我国发现的又一个世界级的特殊埋藏化石库,为探索生命之树演化的重要节点提供了大量关键证据。它将颌骨的完整化石记录提前了1100万年,并将一些人体结构的起源追溯到4.36亿年前的鱼类化石。

朱民指出,“重庆特埋藏化石库”发现的古鱼类化石不仅数量多、种类全,而且保存完好,让人一窥早志留世脊椎动物的全貌,尤其是颚骨。其中,无颚甲鱼“聪明土家鱼”为脊椎动物成对附肢的起源提供了关键的化石证据;有颌的“乌贼神石棘鱼”是已知最早保存完好的软骨鱼类,证实了鲨鱼是从戴头盔、穿盔甲的祖先进化而来的。另一种颚鱼——奇迹秀山鱼,融合了多种盾形鱼的特征,为探索颚树根部主要类群的起源和脊椎动物头骨的演化提供了宝贵的信息。

鱼类有哪些(常见的鱼的种类)插图(3)朱民院士展示“从鱼到人”起源的研究论文《自然》封面图片。中新社记者孙自法摄

jaw的最新研究进展有什么意义和影响?

朱民说,“重庆特殊埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”以及5种鱼类的发现和研究,在古生物史上第一次大规模展示了志留纪鱼类,尤其是颌类,揭示了颌类早期崛起的过程——最迟在4.4亿年前,中国南方就已经出现并繁盛了颌类类群。“可以说,颚群在华南大地上崛起了。到了志留纪晚期,更多样、更大的颌类物种出现,并开始遍布全球,开启了鱼类登陆并最终进化为人类的进程。

研究团队应用高精度CT(计算机断层扫描)、性质大数据分析、流体动力学模拟等新技术和新方法,对重庆、贵州等地的5种鱼类化石进行研究,首次向世界展示了过去完全未知的最早颌部的牙齿、头部、身体、侧鳍雏形等身体结构和解剖信息。为回答“从鱼到人”初期的一系列重要科学问题提供了确凿的证据,也对其进行了改写。

我国科学家在颌骨最早分化、重要器官和身体形态演化等重要科学问题的探索上取得新进展,刷新了传统认知。同时,此次将许多与人类相关的解剖结构追溯到4.4亿年前的古鱼类,填补了“从鱼到人”进化史中最初缺失的一环,不仅更新了关于颌起源和兴起的传统认知,也进一步夯实了“从鱼到人”的进化路径。

关于中国颌骨研究的最新进展,国际脊椎动物古生物学学会前主席、澳大利亚弗林德斯大学约翰·朗教授写道,“这的确是一个惊人的化石发现,改变了进化模式,改写了颌骨脊椎动物早期进化史的几乎所有方面”。

鱼类有哪些(常见的鱼的种类)插图(4)研究人员在这项研究中展示了一种古代鱼类的化石标本。中新社记者孙自法摄

未来如何进一步开展颌骨的相关研究?

《自然》作为国际顶级学术期刊,同期发表了同一个团队的四篇研究论文,相当罕见。在朱民院士看来,这一方面是他们团队的长期成果,另一方面也说明国际学术界对我国团队研究工作的认可,同时也说明我国科学家在古生物研究领域具有重要的国际地位。

在这一重要突破的基础上,中国的研究团队对颌骨研究有什么计划和安排?朱敏坦言,目前报道的早志留世研究只有一小部分,对重庆、贵州化石库中发现的大量鱼类化石的研究还将持续很长时间。

同时,在同一时代的地层中,有必要对颚骨化石进行更广泛的搜寻。目前,分子钟和零散的化石记录都表明,颚骨的起源可能发生在4.5亿年前,甚至更早。但本次研究中最古老的颚骨化石约在4.39亿年前,其间还有很多空白色化石记录,因此古生物学家有必要更古老,最早的志留纪甚至更古老。

朱敏指出,实际上,还有很多环境背景的研究需要开展,以帮助人们更好地理解早期颌骨的辐射演化是如何发生的:奥陶纪为什么没有发生辐射演化?而辐射演化发生在早志留世?当时的华南是什么样的地质环境?华南晚奥陶世和早志留世的环境有什么不同?对颌骨的辐射演化有什么影响?

他认为“从鱼进化到人”辐射的未来还有很多科学问题需要持续深入的研究,所以这次发现和研究取得的进展只是万里长征的第一步,后续还会有非常重要的研究工作,会进一步带来新的知识,甚至更多的惊喜。

朱民说,科学研究是一个逐步探索的过程。事实上,我们越往回走,未知的东西就越多,许多新的挑战将向研究团队提出。可以预见,新发现的“重庆特定埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”将继续为解开更多围绕颌骨起源的谜团做出贡献。(完)

(中国新闻网)

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