來源:曲靖日報-掌上曲靖
丁雪梅
晨曉彌曼魚生活復原及腦顱結構復原圖。(改自Lu et al.,2016; Brian Choo繪)
晨曉彌曼魚化石是朱敏研究員於2001年至2002年在雲南曲靖發現的,2006年他領銜在《自然》雜誌發表論文。晨曉彌曼魚作為迄今為止發現的最古老的輻鰭魚類,其屬名“彌曼”,以中國科學院院士張彌曼命名,感謝其為中國古魚類學研究所做的開創性的工作。
作為脊椎動物演化的主幹,硬骨魚類主要演化為了肉鰭魚類和輻鰭魚類兩大支系。在4.1億年前曲靖西屯動物群中,佔據統治地位的是多種多樣的早期肉鰭魚類,但其在距今3.8億年前的晚泥盆世便開始登陸演化成了包括人類在內的陸生脊椎動物,留在水中的類群逐漸式微,如今僅剩包括肺魚、空棘魚在內的少數肉鰭魚類類群。而硬骨魚類分化出來的另一個分支——輻鰭魚類則擁有了與肉鰭魚類完全相反的命運,輻鰭魚類成為現在地球水域的征服者,佔領著地球上形形色色的水域環境。這個作為後來最為繁盛的水生脊椎動物類群和地球水域的最終征服者,它們在4億多年前的“魚類時代”留下的化石卻極其稀少。
科學家們在過去的研究中發現了很多“從魚到人”的演化歷史中的關鍵證據,例如前面幾期提到的“古魚展新臉”的初始全頜魚、“述說內鼻孔的前塵往事”的肯氏魚等。但關於輻鰭魚類的認識卻寥寥無幾,過去對最早期輻鰭魚類的認識主要來自3.9~3.8億年前的鱈鱗魚化石,這是一種長可超過半米、體型流線、長著大的口裂和鋒利牙齒的掠食者。它在歐洲和北美都留下數量眾多、儲存完好的化石材料。可是,鱈鱗魚已經擁有了輻鰭魚類的絕大多數典型特徵,跟輻鰭魚類與肉鰭魚類的最近共同祖先相比,它們之間還存在相當大的一段缺口。在過去至今的100多年古生物學史中,這一缺口一直是困擾學界的一個大謎團。
直至晨曉彌曼魚的發現。晨曉彌曼魚化石表面有無數的肉眼難以辨認的細孔,這種帶細孔的硬組織結構被稱為“整列層”,一直被認為是早期肉鰭魚類獨有的特徵,因而最初將這種魚歸入原始肉鰭魚類,並命名為晨曉彌曼魚。然而,令人奇怪的是,原始肉鰭魚類的腦顱一般分為前後兩個部分,而彌曼魚的腦顱卻渾然一體,和原始輻鰭魚類一樣。要最終確定彌曼魚的歸屬,還必須尋找更多的證據。
中科院古脊椎動物與古人類研究所朱敏課題組盧靜等與英國牛津大學同行於2016年藉助高精度CT掃描技術對晨曉彌曼魚的化石材料開展了進一步研究。研究發現了好幾種輻鰭魚類才有的特徵。其中,最關鍵性的證據來自它的噴水孔(人類耳道的前身),相當一部分輻鰭魚類的噴水孔和其他魚類都不一樣,這是在腦顱頂蓋的底部形成了一段骨質的封閉管道。此外,它的腦顱在內耳部分還有一個特殊的空腔,這也是隻有輻鰭魚類才有的特徵,例如在現生較為原始的輻鰭魚類鱘魚的腦顱中也存在這個空腔結構,主要是用來容納造血器官的。憑藉這些新證據,彌曼魚毫無疑問被重新歸入到了輻鰭魚類裡面,也因此成為目前已知最原始,也是最早的輻鰭魚類,將輻鰭魚類的化石記錄向前推了2000萬年。該研究還發現整列層結構不但見於肉鰭魚類,也存在於某些早期輻鰭魚類,修訂了整列層是肉鰭魚類特有結構的傳統假說。科學就是在不斷地發現、否定中前行的,而隨著更多更完整的原始硬骨魚類化石材料的發現,輻鰭魚類的起源演化將會變得越來越清晰。
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