2013年，《自然》報(bào)道了一條4.25億年前的古老魚類——初始全頜魚。它具有典型盾皮魚類膜質(zhì)骨甲以及硬骨魚式的頜骨，是堪與始祖鳥等相提并論的、介于盾皮魚類與硬骨魚類之間的重要過渡化石。

　　10年后，《自然-通訊》近日發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（以下簡(jiǎn)稱古脊椎所）朱敏院士領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)對(duì)初始全頜魚的最新研究成果，揭示出硬骨魚式的鱗片在全頜盾皮魚類中已經(jīng)起源，并為復(fù)原初始全頜魚這條神奇古魚從頭至尾的完整面貌提供了科學(xué)證據(jù)。

　　發(fā)現(xiàn)初始全頜魚新化石

　　現(xiàn)生有頜脊椎動(dòng)物（或稱有頜類）分為硬骨魚類和軟骨魚類，它們的最近共同祖先及其所有后裔被稱為有頜類冠群。有頜的有頜類干群被稱為盾皮魚類。長(zhǎng)期以來，古生物學(xué)者認(rèn)為盾皮魚類自成一類，是演化的盲支。

　　2013年，初始全頜魚的發(fā)現(xiàn)有力證明了有頜類冠群是由盾皮魚類中的一支演化而來，但當(dāng)時(shí)對(duì)全頜魚的了解僅限于身體前半部分，對(duì)于由鱗片覆蓋的后半部分及鰭的位置形態(tài)等一無所知。

　　在最新的這項(xiàng)研究中，朱敏團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一件難得的初始全頜魚新化石，關(guān)聯(lián)保存了近乎完整的鱗片覆蓋的后半部分身體和鰭棘。通過高精度斷層掃描與三維重建技術(shù)，他們?cè)敿?xì)研究了該標(biāo)本的鱗片形態(tài)學(xué)和組織學(xué)，以及整個(gè)鱗列分區(qū)情況，科學(xué)復(fù)原了初始全頜魚的完整面貌，探討了有頜類鱗片與鰭棘的演化。

　　論文第一作者、北京大學(xué)博士后崔心東介紹，根據(jù)新化石復(fù)原的全頜魚身體形態(tài)粗短圓鈍，全長(zhǎng)約21厘米，身體最大高度約5厘米，鱗片覆蓋部分長(zhǎng)約11厘米，占身體總長(zhǎng)度的52%。全頜魚的身體兩側(cè)各有11行鱗片，側(cè)線鱗大約在身體的中間位置。背腹兩側(cè)長(zhǎng)有1個(gè)背鰭和1個(gè)臀鰭，鰭前有粗短的鰭棘，鰭表面覆蓋鱗片。其中，臀鰭棘過去只在早期軟骨魚類——棘魚類中發(fā)現(xiàn)過，它在全頜魚中的發(fā)現(xiàn)表明其在硬骨魚類和軟骨魚類最近共同祖先之前就已經(jīng)起源。

　　“硬骨魚類、軟骨魚類以及盾皮魚類的鱗片在形態(tài)學(xué)和組織學(xué)上有著巨大差異，它們之間的演化關(guān)系一直不甚清楚?！?論文通訊作者、古脊椎所副研究員朱幼安說，硬骨魚的鱗片大而薄，且早期成員的鱗片為平行四邊形，有著特殊的突-窩關(guān)節(jié)，被稱為菱形鱗片。目前，僅有雀鱔和多鰭魚身披這種鱗片。典型的軟骨魚類的鱗片小而厚，像是一顆尖牙，被稱為楯鱗，曾一度被認(rèn)為是現(xiàn)生有頜類共同祖先的鱗片模型。而盾皮魚類的鱗片類型則非常多樣，但與硬骨魚類和軟骨魚類的鱗片存在明顯差別，且大部分表面都有瘤點(diǎn)狀紋飾。

　　那么，現(xiàn)生有頜類共同祖先的鱗片到底是什么樣的？這個(gè)問題的解決有賴于全頜盾皮魚鱗片化石的發(fā)現(xiàn)。

　　揭開鱗片之謎的關(guān)鍵證據(jù)

　　崔心東表示，對(duì)新化石的詳細(xì)研究表明，全頜魚的體側(cè)鱗片大而薄，表面具脊?fàn)罴y飾，可分為12種形態(tài)類型。其中有一類鱗片非常特殊，它們的整體形態(tài)與硬骨魚標(biāo)志性的菱形鱗片出奇一致——具備平行四邊形的輪廓、突-窩關(guān)節(jié)、脊?fàn)罴y飾、基部的龍骨突等整套硬骨魚鱗片特征組合。組織學(xué)證據(jù)也表明，全頜魚的鱗片和骨片不具備盾皮魚類外骨骼典型的三層構(gòu)造，反而與早期硬骨魚類，如夢(mèng)幻鬼魚類似。

　　“這一結(jié)果首次將盾皮魚類與硬骨魚類的鱗片聯(lián)系起來，也表明硬骨魚類模式的鱗片比鯊魚那樣的軟骨魚類的典型楯鱗更為原始，后者是一種特化類型。” 朱幼安說。

　　他表示，這一新發(fā)現(xiàn)使得初始全頜魚成為繼奇跡秀山魚、夢(mèng)幻鬼魚之后，又一個(gè)保存了從頭至尾完整形態(tài)信息的志留紀(jì)有頜類，為零散保存的志留紀(jì)有頜類鱗片和棘刺標(biāo)本的鑒定與分類提供了重要參考。

　　硬骨魚類典型的菱形鱗片以及早期軟骨魚類特有的臀鰭棘在初始全頜魚身上的發(fā)現(xiàn)，表明有頜類冠群的更多鑒定特征可能在盾皮魚類中就已經(jīng)出現(xiàn)。朱幼安表示，對(duì)初始全頜魚、全頜盾皮魚類乃至我國(guó)志留紀(jì)有頜脊椎動(dòng)物化石寶庫(kù)的研究，將為還原“從魚到人”演化史早期歷程提供更多的關(guān)鍵證據(jù)。(胡珉琦)