环球微动态丨研究“从鱼到人”，认识生命演化之谜

• 2022-12-11 15:55:20 来源：科普时报

科普时报记者毕文婷

大家说科普

近4亿年前，经过在海洋中的漫长演化，有一群鱼“脱颖而出”，第一次登上了陆地，又历经数亿年的“拼搏”，为人类诞生奠定了坚实的基础。

(资料图)

您是否好奇，人的祖先怎么会是一条鱼，我们的上下颌是从哪来的，人体结构和鱼又有什么联系？中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队近期在《自然》连发4篇论文，将“从鱼到人”的演化研究推上热搜。

以史为鉴，可以知兴替。朱敏提到，研究“从鱼到人”的意义不止于发现古鱼化石，更是要在大格局上思考、构建生命演化的框架，从而揭示地球远古时期演化之谜。这可以帮助我们更好地认识现在，或许还能发现未来人类的发展奥秘。

比“祖先是谁”更重要的是探讨演化机理

记者：《自然》的4篇文章发出后引发了众多网友热议，大家都在讨论，人类的祖先到底是猴子还是鱼。从研究者的角度，您是怎么看待这些评价与议论的？

朱敏：公众可能关注的是人类祖先到底是谁，是比较晚近的。从我们来看，这次发的文章实际上还是讲演化框架、格局的问题。在有颌类的研究中，过去的化石证据主要来自于泥盆纪（距今4.2亿—3.6亿年），也就是说以前我们形成的演化框架是基于泥盆纪或者最多是在志留纪（距今4.4亿—4.2亿年）晚期建立起来的。但从理论上来说，有颌类应该有更早的起源，这次我们将有颌类起源的化石证据向前推到了志留纪早期（距今4.39亿—4.36亿年）。化石的发现关键是带来演化机理或者演化格局方面的探讨，将会形成很多新的影响。

记者：具体到这4篇文章，最核心的创新价值是什么？

朱敏：每一篇文章涉及的身体结构不一样，反映出来的科学问题也会有所不同，核心都是要探究有颌类的起源问题。根据分子钟推断，有颌类应该起源于奥陶纪，最晚也不会晚于大约4.5亿年前的奥陶纪晚期，但是目前在奥陶纪只找到了一些鳞片和鱼的棘刺，由于这些鳞片跟鲨鱼鳞片的发育模式相像，所以我们认为它们属于有颌类，但还需要找到完整的或者部分完整的化石来证明。我们寻找了国内200多个志留纪早期的地层，最后在贵州和重庆实现了突破。

比如，在贵州石阡化石库发现的新塑梵净山鱼，是由分散化石复原拼接而成的一条软骨鱼。后来，我们又找到了23枚不到3毫米长的齿旋化石，将有颌类化石的出现时间推进到了4.39亿年前。对于公众来说，可能关心的是“最古老的牙齿”，但对我们来说，这是有颌类最早、最明确的证据。研究牙齿最早发育的模式、生长结构，是比“最古老的牙齿”更重要的科学问题。

“早期有颌类演化研究新时代已到来，而我们正处在起点”

记者：在“从鱼到人”的研究路线上，此次的发现还将产生哪些深入的影响？

朱敏：其实现在只是刚刚起步，我们只描述了4个属种，但从目前的情况来看，重庆生物群起码有二三十种。这是一个全新的生物群，也是当前发现的保存最完整的志留纪有颌脊椎动物特异埋藏化石库，生物多样性非常高，被《自然》编辑评价为“志留纪的水族馆”，它将帮助我们更全面地认识有颌类最早期演化格局。

记者：从志留纪再向前的探索有方向了吗？

朱敏：现在我们发现了4.39亿年前已经高度分化的有颌类化石，而奥陶纪和志留纪的界限是4.45亿年前，所以理论上在奥陶纪出现有颌类是正常的，只是还没有找到化石证据。其中一个关键事件是，在距今4.4亿年到4.45亿年之间发生了地球历史上的第一次生物大灭绝，这次大灭绝对于有颌类崛起具有怎样的影响，其中有许多问题需要探索。

演化研究归根结底是研究身体结构的演化，所以还要到更老的奥陶纪地层里去寻找化石证据。更多的工作还会结合演化环境背景、地理位置、古气候、古洋流等去做。重庆生物群刚刚起步，《自然》评论文章认为，“一个令人振奋的早期有颌类演化研究新时代已经到来，而我们正处在它的起点”。

我国可能是有颌类起源“关键中的关键”

记者：国外研究者也在寻找志留纪早期的有颌类化石库，目前只有中国南方发现了志留纪早期的有颌类化石库，我国在有颌类演化方面有什么独特优势？

朱敏：回到4.4亿年前，中国华南、华北两个陆块已经挨得很近了，在更南的地方，南美洲、澳大利亚、非洲等形成了一个超大陆——冈瓦纳大陆。我国华南陆块处在冈瓦纳大陆的北缘，但又不属于它的一部分，既有联系又相对孤立，就像一个岛。而且当时华南陆块是处在赤道位置上的，这种环境往往会形成大的演化辐射，产生许多呈多样化的物种。因此，当时的有颌类在这个类似“伊甸园”的地方兴旺蓬勃，等到了志留纪晚期大气和海洋含氧量进一步增加，有颌类的身体更大型化，迁徙能力变强，从而向全球扩散。另外，当时的中国南方大部分区域是陆间海，这个陆间海有旁边陆地上大量的河流汇入，陆地的风化会带来很多元素，形成生物所需的营养物质，这对鱼类的繁荣演化也是非常重要的。当时还是地球火山喷发的高峰期，这对环境营养物质供给和生态系统变迁形成也很关键。

当然，这还只是一种假说，最终要通过证据来证实或者证伪。第一次生物大灭绝及其复苏，是古生物演化中很重要的事件，也是有颌类很重要的事件。其中最密切的关联又在我们国家，所以中国一定是关键中的关键，也是中国学者能够作出比较大贡献的地方，虽然往前探索就像“开盲盒”一样具有不确定性，但我国在这方面的研究应该还是最有希望的。

标签： 营养物质 冈瓦纳大陆 脊椎动物

推荐阅读

猜您喜欢