人類祖先竟是這樣一條魚！4億多年前最原始硬骨魚現身

3月5日凌晨，兩條來自重慶秀山、雲南曲靖的4億多年前的古魚，登上最新一期《自然》雜誌封面。

它們被鑑定爲迄今最原始的硬骨魚類，這一發現填補了“從魚到人”早期演化歷程上的重大空白，也讓我們見到了硬骨脊椎動物的祖先形態，更進一步證明了我國華南地區是硬骨魚乃至整個有頜脊椎動物起源的“東方搖籃”。

這也是重慶生物羣標本時隔3年多第二次登上《自然》封面。作爲繼遼寧熱河生物羣、雲南澄江生物羣之後，在我國發現的又一世界級特異埋藏化石庫，這裏出土的遠古生命遺蹟正在爲“我從哪裏來”的人類終極之問，透露前所未知的答案。

“魚類的黎明”中尋覓三年

本期《自然》封面上，一條身長僅3釐米的重慶始骨魚，正被一條身長約1米的鈍齒宏頜魚吞噬。“這只是一種藝術想象，並非歷史上的真實存在。”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解釋，重慶始骨魚比鈍齒宏頜魚還要早約一千萬年，不過它們當時所處的地理位置，卻恰是志留紀時期華南板塊的南北兩岸。

重慶秀山化石庫遠景

4.3億多年前，重慶地區還是一片古海洋，地處華南板塊邊緣。這裏地震頻發，洪水經常注入河口，由此帶來的大量泥沙迅速掩埋了身軀細小、只能在水底附近活動的魚類，把它們“封存”爲頭尾俱全的化石。

“在重慶生物羣發現之前，志留紀的化石極爲零碎、稀少，留下一個橫跨3千萬年的巨大缺口。”朱敏說，重慶生物羣正好補上了這段空缺，而原始硬骨魚類（又稱“硬骨魚類幹羣”）的出現年代，恰恰就在這個空缺中。

早在4億多年前，硬骨魚類分化成輻鰭魚類和肉鰭魚類，而肉鰭魚類中有一支逐漸爬上陸地，演化出了包括人類在內的所有四足動物。因此，在這個被稱爲“魚類的黎明”的化石寶庫裏尋找原始硬骨魚類的化石遺存，就成了研究團隊的重要科學任務之一。

朱敏院士團隊在野外採集化石標本

不過，那裏大量出土的是無頜魚類，有頜類較少，硬骨魚類則一直未能現身。自2022年開始，重慶始骨魚論文的第一作者、古脊椎所研究員朱幼安整整找了三年。“幾乎要絕望的時候，忽然打開一塊石板，一眼看到了這條小魚。”他當時激動得差點蹦起來。

經過細緻研究，他們發現，這種小型古魚不僅有早期輻鰭魚類特有的背鰭和棘鱗，還有僅見於軟骨魚和盾皮魚的臀鰭棘刺，卻沒有硬骨魚特有的鱗質鰭條。

重慶始骨魚化石標本

這說明硬骨魚類核心特徵組合形成的時間，可能比之前認知的要早一兩千萬年。“重慶始骨魚擁有流線型的身體，可以快速遊動。”朱幼安說，“過去我們一直以爲，原始硬骨魚類應該更接近肉鰭魚類，但現在看來更接近輻鰭魚類。”

十年研究明確奇特牙齒歸屬

重慶始骨魚的發現，促使朱敏團隊同時將研究焦點轉向另一件“信息互補”的古魚標本。這就是此次同登《自然》封面的鈍齒宏頜魚。

鈍齒宏頜魚化石

這條生活於約4.23億年前志留紀晚期的魚，身長超過1米，是志留紀迄今發現的最大脊椎動物。2015年，團隊在雲南曲靖發現了這條鈍齒宏頜魚後，發現它非常難得地原位保存了之前沒有見到的頜與牙齒細節。

“由於化石內部的密度差異極小，我們不斷嘗試用最先進的技術，對其進行掃描成像和三維重建。經過幾十次嘗試，終於還原出了其完整的頭部三維結構和深藏內部的解剖特徵。”古脊椎所研究員盧靜說，通過給化石做CT，發現這些“鈍齒”其實只是真正牙齒的基座“齒墊”——這完整顯示了過去未知的一種全新的牙齒着生方式。

據此，研究團隊很有把握地推測出了鈍齒宏頜魚捕食方式：它張開大嘴，吞進小魚等獵物，而上下交錯排列的齒墊則可像倒刺陷阱一樣，使獵物無法逃脫。

鈍齒宏頜魚復原圖

“由於宏頜魚屬於硬骨魚類幹羣，這個發現填補了早期硬骨魚頜與牙齒的演化軌跡中缺失的一環。”朱敏感嘆，沒想到在志留紀的兩千萬年中，原始硬骨魚類已演化出如此豐富的形態，有的還成爲生態系統中的頂級掠食者。幾乎可以肯定地說，我國是包括硬骨魚類在內的有頜脊椎動物起源的“東方搖籃”。