世界级化石库填补“从鱼到人”演化史关键空白

今天出版的《自然》以封面文章形式刊发我国科学家在重庆秀山、贵州石阡重要发现

世界级化石库填补“从鱼到人”演化史关键空白

将完整有颌类的化石记录前推1100万年，首次为有颌类崛起提供确切证据

■本报记者许琦敏

继辽宁热河生物群、云南澄江生物群之后，我国古生物学家经过十几年野外发掘，在重庆秀山、贵州石阡又发现一批世界级特异埋藏化石库。在这些距今约4.4亿年的地层中，完整保存了大量志留纪早期有颌鱼类的化石，填补了全球该时段有颌类化石记录的空白，将完整有颌类的化石记录前推了1100万年，也首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供了确切证据。

今天出版的著名学术期刊《自然》以封面文章形式，同期刊发来自中科院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏研究员团队的四篇论文，集中报道了这一重要发现。

补上分子钟与化石记录1500万年断档

敲开4.4亿年前的古老岩层，那些身长几厘米、十几厘米，“顶盔贯甲”的小鱼，竟是地球上现在所有有颌类脊椎动物的祖先。

包括人类在内，地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨（上颌与下巴），统称为有颌脊椎动物或有颌类。根据分子钟的推断，有颌类的起源时间应该开始于4.5亿年前的奥陶纪晚期，而此前有较完善有颌类化石的记录仅到4.25亿年前的志留纪晚期。

“这中间有至少绵延3000万年、横跨整个志留纪的巨大断档。”朱敏介绍，2008年前，他就带领团队奔波于华南200多个志留纪地层区域考察，“当我们在重庆秀山发现这些化石时完全惊呆了！没想到4亿多年前的古老有颌鱼类，竟能如此完整保存。”此前，全球志留纪地层仅发现零散有颌鱼类的化石碎片，很难确认物种。

回溯约4.36亿年前的兰多维列世（志留纪早期）特列奇期，重庆地区还是一片古海洋，地处华南板块边缘。这里地震频发，洪水经常注入河口，由此带来的大量泥沙迅速掩埋了身躯细小、只能在水底附近活动的鱼类，将它们“封存”为头尾俱全的化石。而“贵州石阡化石库”时代为距今约4.39亿年前的兰多维列世埃隆期最晚期，含有数量多、保存好的有颌类微体化石。它的发现，将全球有颌类的化石记录向前推进了约1500万年。

迄今最早期“鱼类的黎明”重现人间

从采回的数吨重的岩石中，仔细分离出标本，朱敏团队运用高精度CT、性状大数据分析、流体动力学模拟等新技术新方法，向世界首次展示出最早有颌类的牙齿、头部、身体以及偶鳍的雏形等身体结构与解剖学信息，这些都是过去完全未知的。

“找到这些化石，就找到了破解有颌类最初崛起与辐射分化之谜的钥匙。”朱敏说，在长达十几年的探寻中，重庆化石库最为惊艳，是目前世界上唯一保存志留纪早期完整有颌类化石的特异埋藏化石库，堪称“鱼类的黎明”。此次现世的化石向人们展现出，奥陶纪生物大灭绝后，有颌类各大类群已经在华南地区欣欣向荣——到志留纪晚期，更多样、更大型的有颌类属种出现并开始扩散到全球，开启了鱼类登陆并最终演化成为人类的进程。

此次同期发表的四篇论文共报道了双列黔齿鱼、新型梵净山鱼、蠕纹沈氏棘鱼、奇迹秀山鱼四种有颌鱼类，以及灵动土家鱼这种无颌鱼类。其中，灵动土家鱼为脊椎动物成对附肢起源提供关键化石证据；沈氏棘鱼是迄今所知最早的保存完好的软骨鱼；奇迹秀山鱼则为探究有颌类生命之树根部主要类群的起源。

国际古脊椎动物学会前主席、澳大利亚弗林德斯大学约翰·隆教授为中国科学家的这一重大发现撰写评论指出：“这确实是令人惊叹、改变演化格局的化石发现，改写了有颌脊椎动物早期演化历史的几乎所有方面。”