重慶特異埋藏化石庫發(fā)現(xiàn)4.36億年前魚化石， “從魚到人”演化史補(bǔ)上初始一環(huán)

雙叉苗家魚生態(tài)復(fù)原圖。 重慶市規(guī)劃和自然資源局供圖

重慶特異埋藏化石庫又有新發(fā)現(xiàn)。近日，重慶市規(guī)劃和自然資源局發(fā)布消息，該局和中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所牽頭開展的重慶特異埋藏化石庫新魚化石材料研究再獲新進(jìn)展，研究人員發(fā)現(xiàn)了無頜魚類新科成員——雙叉苗家魚。目前，該研究論文在線發(fā)表于《古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào)》。

新增土家魚科

重慶特異埋藏化石庫由重慶市規(guī)劃和自然資源局及中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院脊椎動(dòng)物演化與人類起源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任朱敏團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)，該化石庫的發(fā)現(xiàn)代表我國在世界有頜類起源與早期演化研究方向取得重大突破，大大改變了人們對(duì)脊椎動(dòng)物早期演化的傳統(tǒng)認(rèn)知。相關(guān)論文在2022年9月以封面論文的形式發(fā)表于《自然》，引起國際學(xué)界廣泛關(guān)注。

本次發(fā)現(xiàn)的盔甲魚類雙叉苗家魚，為重慶特異埋藏化石庫再添無頜魚類新成員。研究發(fā)現(xiàn)，雙叉苗家魚屬于盔甲魚類中的真盔甲魚類，具有真盔甲魚類典型的細(xì)長(zhǎng)中背孔與頭甲側(cè)線系統(tǒng)排列方式，其頭甲側(cè)橫管末端呈現(xiàn)出二分叉狀態(tài)，種名“雙叉”由此得來。

重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院正高級(jí)工程師、礦產(chǎn)資源分院副總工程師陳陽介紹，團(tuán)隊(duì)通過詳細(xì)的比較解剖學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)雙叉苗家魚和靈動(dòng)土家魚關(guān)系密切，具有中背管短、側(cè)橫管末端分叉等相似特征。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，雙叉苗家魚與靈動(dòng)土家魚共同組成一個(gè)單系類群，被命名為土家魚科。

陳陽說，土家魚科為探索我國本土物種——盔甲魚類的身體結(jié)構(gòu)演化提供了方向，為認(rèn)識(shí)志留紀(jì)魚類側(cè)線系統(tǒng)的形態(tài)、軀體側(cè)線與頭部側(cè)線的連接方式提供了新的關(guān)鍵科學(xué)信息。

土家魚科已滅絕近4.36億年，是繼涌洞魚科之后，重慶命名的第二個(gè)科級(jí)古生物分類單元。土家魚科的建立為脊椎動(dòng)物“生命演化之樹”增添了粗壯枝干。

探究四肢雛形

“從魚到人”究竟是如何演化的？學(xué)界普遍認(rèn)為，有頜魚類其中的一支登上陸地演化出兩棲類，再演化出爬行類，其中的一支似哺乳爬行類進(jìn)化為哺乳類。

這一過程中的重要一環(huán)是，在泥盆紀(jì)，肉鰭魚類的偶鰭演化為最早的四肢，登上了陸地，變成了兩棲類。但偶鰭何時(shí)出現(xiàn)，又如何演化？這是困擾科學(xué)家多年的問題。所有的有頜類都有偶鰭，這證明偶鰭和頜骨的出現(xiàn)時(shí)間可能較為接近，而此前發(fā)現(xiàn)的所有無頜盔甲魚類都沒有偶鰭，所以如果能在無頜類中找到類似偶鰭功能的器官，對(duì)探索偶鰭起源至關(guān)重要。

重慶特異埋藏化石庫中發(fā)現(xiàn)了全球第一條有完整身體保存的盔甲魚類化石——靈動(dòng)土家魚，為探索偶鰭的起源提供了關(guān)鍵化石證據(jù)。繼靈動(dòng)土家魚之后，此次在雙叉苗家魚身體腹面兩側(cè)同樣發(fā)現(xiàn)了成對(duì)鰭褶，這可能代表著腹部鰭褶在盔甲魚中廣泛存在。6000萬年以后，這對(duì)鰭褶可能演化為登上陸地的四肢，成為脊椎動(dòng)物稱霸地球的“左膀右臂”。因此，鰭褶可能是脊椎動(dòng)物“四肢的雛形”。

“重慶特異埋藏化石庫是生命科學(xué)和地球科學(xué)的一個(gè)‘無價(jià)珍寶’?！敝烀粽f，化石庫中4.36億年前的遠(yuǎn)古魚類，以特異埋藏的方式被完好保存下來，讓科研人員有機(jī)會(huì)一睹數(shù)億年前脊椎動(dòng)物“遠(yuǎn)祖”的奇特面貌，有機(jī)會(huì)研究一些過去未知的演化信息，如頜的起源、偶鰭雛形等身體構(gòu)型的早期演化，填補(bǔ)“從魚到人”演化史上缺失的初始環(huán)節(jié)，改變對(duì)生命演化的傳統(tǒng)認(rèn)知。