中國科學家填補從魚到人關鍵空白
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◆「重慶特異埋藏化石庫」的化石。
◆研究團隊在野外挖掘現場作業。
朱敏院士團隊發現4.4億年前魚類化石 改寫有頜脊椎動物演化史
近期,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士團隊在距今約4.4億年的地層中發現「重慶特異埋藏化石庫」和「貴州石阡化石庫」,發現完整志留紀早期魚類化石,填補了全球志留紀早期有頜類化石紀錄的空白,首次為有頜類的崛起與最早期輻射分化提供確切證據。團隊向世界首次展示出最早有頜類的牙齒、頭部、身體以及偶鰭的雛形等過去完全未知的最早有頜類身體結構與解剖學信息,為解答 「從魚到人」 探源最初階段的一系列重要科學問題提供了確鑿證據,改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的各個方面。上述成果在《自然》雜誌將以封面文章形式發表。 ◆文:香港文匯報記者 劉凝哲、郭瀚林 北京報道 圖:受訪者供圖
包括人類在內,地球上現存99.8%的脊椎動物都屬於有頜類。美國旅遊自然博物館梅森教授曾說過,「如果沒有頜,生命將不可想像,沒有它,巨大的鯊魚,兇殘的恐龍,喋喋不休的人類將一無是處」。有頜類的出現與崛起是「從魚到人」演化史上的關鍵一躍,這一躍升具體發生在何時、何地、又是如何發生?這些問題一直等待解答。此次,中國科學家團隊的發現,則為這一系列問題提供了確鑿證據,《自然》發表的四篇論文有一個共同的關鍵詞就是「牙齒與頜」。
證有頜類4.4億年前已現身華南地區
據介紹,近十年來,朱敏團隊踏遍中國志留紀地層可能含魚的二百多個地點,終於在華南志留紀早期地層中發現「重慶特異埋藏化石庫」和「貴州石阡化石庫」,發現大量特異埋藏保存的完整志留紀早期魚類化石,找到了破解有頜類最初崛起與輻射分化之謎的鑰匙,應用高精度CT、性狀大數據分析、流體動力學模擬等新技術新方法,團隊向世界首次展示出最早有頜類的牙齒、頭部、身體以及偶鰭的雛形等過去完全未知的最早有頜類身體結構與解剖學信息,為解答 「從魚到人」 探源最初階段的一系列重要科學問題提供了確鑿證據,改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的各個方面。
前述兩大化石庫的發現在古生物學史上第一次大規模展示了志留紀魚群特別是有頜類的面貌,揭示了早期有頜類崛起的過程:最遲到4.4億年前,有頜類各大類群已經在華南地區欣欣向榮;到志留紀晚期,更多樣、更大型的有頜類屬種出現並開始擴散到全球,開啟了魚類登陸並最終演化成為人類的進程。這項研究,將很多與人類相關的解剖學結構追溯到4.4億年前的遠古魚類,填補了「從魚到人」演化史上缺失的最初始環節,更新了對有頜類起源與崛起的傳統認知,進一步夯實了「從魚到人」的演化路徑。
國際古脊椎動物學會前主席、澳大利亞弗林德斯(Flinders)大學John Long教授了解了團隊的上述工作後,撰文稱「這確實是令人驚嘆、改變演化格局的化石發現,改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的幾乎所有方面」 。
中國科學家新發現 為「人類從魚演化」添重要證據
https://www.am730.com.hk/%E4%B8%AD%E5%9C...%9A/340784
中國科學院科學家最新研究成果,以封面文章形式發表於國際學術期刊《自然》。
中國科學院科學家發現人類從魚演變而成的重要證據。中國科學院院士、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏團隊,早前在重慶、貴州等地志留紀早期距今約4.4億年的地層,發現兩個化石庫,並從中發現最古老的有頜類化石「奇跡秀山魚」等,填補志留紀其中3,500萬年有頜類生物化石記錄空白,其中奇跡秀山魚一項特徵,更是人類枕骨演化之初。相關研究結果已以封面文章發表於今日出版的國際學術期刊《自然》(Nature)。
人類等地球現存99.8%脊椎動物均屬「有頜類」
中科院指出,包括人類在內,地球上現存99.8%脊椎動物都擁有頜骨(上頜與下巴),統稱為「有頜脊椎動物」或「有頜類」。
有頜類的出現與崛起,是「從魚到人」脊椎動物演化史上最關鍵的躍升之一,人類很多重要器官與身體構型,都可追溯到有頜類演化之初。然而,這一「躍升」具體發生在何時、何地,又如何發生等問題,需要古生物學證據來回答,但有頜類直到志留紀晚期,即約4.25億年前,才有較完善的化石記錄,而「分子鐘」(又稱「基因鐘」、「演化鐘」)推斷的有頜類起源時間,不遲於4.5億年前的奧陶紀晚期。因此,有頜類早期演化,至少存在一段綿延3,000萬年、橫跨整個志留紀的巨大空白。
重慶及貴州現「化石庫」 含大量4.4億年前完整魚類化石
朱敏團隊近十年來踏遍中國志留紀地層可能含魚的二百多個地點,終在2019年於重慶秀山縣沿著一處新修建盤山公路仔細搜尋時,在路邊一處凌亂岩石堆發現一塊只得一個手掌大小的化石板,上面有數十條清晰可辨、活靈活現的魚類化石。朱敏直言,「我們從沒有期望,在這麼古老的地層裡發現這麼完整、精美的化石標本」。同年,朱敏團隊還在貴州石石阡縣一處新修建公路發現一處「富集層」,採集了大約4噸化石回實驗室逐一研究。
有頜類4.4億年前已在華南欣欣向榮 其後擴散全球
兩處採集點分別被名命為「重慶特異埋藏化石庫」和「貴州石阡化石庫」,裡面有大量完整志留紀早期魚類化石。中科院形容,兩個化石庫的發現,在古生物學史上首次大規模展示了志留紀魚群、特別是有頜類的面貌,揭示了早期有頜類崛起的過程:最遲在4.4億年前,有頜類各大類群已經在華南地區欣欣向榮;到志留紀晚期,更多樣、更大型的有頜類屬種出現並開始擴散到全球,開啟了魚類登陸並最終演化成為人類的進程。
華南很可能是整個有頜魚類演化中心
朱敏團隊相信,重慶特異埋藏化石庫是全球獨一無二,且很可能說明中國華南是整個有頜魚類演化中心,因為在志留紀時期的地球,華南地區所在的陸地板塊,四周都是一片汪洋大海,這些非常小的魚要遠渡重洋,游到相當於歐州、北美的勞倫西亞大陸,是非常困難的,故該時期的遠古魚類,只能在這種類似「庇護所」或「伊甸園」的小範圍和生態環境內繁盛,類似化石點「可能在全球其他地方很難找到」。
重慶化石庫時代距今約4.36億年
重慶特異埋藏化石庫的時代,屬志留紀早期蘭多維列世特列奇期,距今約4.36億年,當中發現的遠古魚類,包括無頜的盔甲魚類「靈動土家魚」及有頜的「蠕紋沈氏棘魚」。靈動土家魚具有偶鰭的雛型,為脊椎動物成對附肢起源提供關鍵化石證據。蠕紋沈氏棘魚則是迄今所知最早的保存完好的軟骨魚(有頜),擁有盾皮魚類才有的連續包裹整個肩帶和背部的大塊骨板,而這個特徵過去從未在任何軟骨或硬骨魚類(有頜)中發現過,有力證明以鯊魚為代表的軟骨魚類,是起源於「披盔戴甲」的盾皮魚類。
奇跡秀山魚令人類身體結構起源追溯到4.36億年前
重慶特異埋藏化石庫還發現一種有頜魚類「奇跡秀山魚」,是當前發現的最古老有頜類,將完整有頜類化石記錄大大推前1,100萬年,並將若干人類身體結構的起源追溯到4.36億年前的化石魚類中。
奇跡秀山魚對研究頜類起源具非常重要意義
奇跡秀山魚屬盾皮魚類,糅合了多個盾皮魚大類的特徵,但又未能被歸入到任何已知盾皮魚類之中,其與後來其他盾皮魚共享的特徵,很可能就是有頜類的原始特徵。此外,盾皮魚類是一群原始有頜類的集合,介於無頜的甲胄魚及更進步的硬骨魚和軟骨魚之間,對探究頜與有頜類起源具非常重要演化意義。
奇跡秀山魚頭甲骨分裂 是人類枕骨演化之初
最特別的是,奇跡秀山魚雖然是有頜類,但其頸部並沒有與絕大部分有頜類一樣可活動的關節,但又不像無頜的甲胄魚類般頭與驅甲連為一體無法活動,而是在頭甲中間有一道橫向裂隙,功能上與頸關節類似。這道裂隙將在硬骨魚中形成新的頭頸界線,使其後骨片從顱頂分離出去,而人類的枕骨即由秀山魚頭頂這道裂隙前方的骨片演化而來。
朱敏團隊認為,相關化石研究,把很多與人類相關的解剖學結構追溯到約4.4億年前的遠古魚類,填補了「從魚到人」演化史上缺失的最初始環節,更新了對有頜類起源與崛起的傳統認知,進一步夯實了「從魚到人」的演化路徑。朱敏團隊將繼續詳細研究兩個化石庫,預計將持續改變人類對頜起源與有頜類最早期演化的認識。
4.36億年前的魚與人類枕骨有關 中國科學家發現「魚變人」新證據
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對於人類進演化,大眾固有印象是從「猿」演化而來,但
古生物學等科學研究已發現,猿、恐龍等動物更遠古的「祖先」其實是「魚」。但魚到底如何演化成人類?中國科學院科學家找到更多端倪,從重慶一處距今4.36億年化石庫中最古老有頜類「奇跡秀山魚」化石,解開人類「枕骨」的由來。相關研究結果以封面文章形式,發表於周四出版的國際學術期刊《自然》(Nature)。
中科院指,包括人類在內,地球上現存99.8%脊椎動物都擁有頜骨(上頜與下巴),統稱為「有頜脊椎動物」或「有頜類」。有頜類的出現與崛起,是「從魚到人」脊椎動物演化史上最關鍵的躍升之一,人類很多重要器官與身體結構,都可追溯到有頜類演化之初,但具體何時、如何「躍升」,當前已發現的化石只能肯定約4.25億年前志留紀晚期已有有頜類存在,「分子鐘」(又稱基因鐘、演化鐘)則推斷有頜類起源為大約4.5億年前的奧陶紀晚期,當中至少存在3,000萬年、橫跨整個志留紀巨大空白。
華南或是整個有頜魚類演化中心
中國科學院院士、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏團隊,近十年踏遍中國志留紀地層可能含魚的二百多個地點,終在2019年分別於重慶秀山縣和貴州石阡縣發現豐富且完整的志留紀早期(4.36億至4.39億年前)魚類化石。團隊認為,相關發現揭示華南很可能是整個有頜類演化中心,最遲在4.4億年前,有頜類已於華南地區興旺發展,到志留紀晚期甚至有更多樣、更大型有頜類出現並開始擴散全球,開啟魚類登陸並最終演化成人類的進程。
其中在重慶發現的一塊手掌大小的化石,就含有數十條清晰可辨的魚類化石,包括無頜的盔甲魚類「靈動土家魚」,以及有頜的「蠕紋沈氏棘魚」和「奇跡秀山魚」。奇跡秀山魚屬盾皮魚類,是當前發現最古老有頜類,其頭甲中間一道功能上與頸關節相似的橫向裂隙,將在及後演化的硬骨魚中形成新的頭頸界線,後骨片與顱頂(前骨片)分離,而前骨片最後演化成人類枕骨。
蠕紋沈氏棘魚是迄今所知最早且保存完好的軟骨魚,擁有盾皮魚類的肩背大骨板特徵,過去從未在任何軟骨或硬骨魚類中發現過,有力證明以鯊魚為代表的軟骨魚類起源於盾皮魚類。靈動土家魚則具偶鰭雛形,為脊椎動物成對附肢起源提供關鍵化石證據。