原標題:新發現:4.1億年前水中掠食者是人類魚形祖先
本報訊 (記者 劉歡)4.1億年前,它們競逐著地球水域的統治權,並最終演化出包括人類在內的四足動物。昨天,中科院古脊椎所朱敏研究員及其團隊向世界公布了他們的研究成果,藉助高精度CT掃描技術,他們揭開了「魚類時代」稱雄地球水域的人類魚形祖先演化謎團。
硬骨魚類是脊椎動物演化的主幹,下分肉鰭魚類和輻鰭魚類兩大支系,它們競逐地球水域的統治權。當今,水中的肉鰭魚類僅剩肺魚和空棘魚,在繁榮多樣的輻鰭魚類陰影中苟延殘喘。然而,在志留紀-泥盆紀的「魚類時代」中,佔據壓倒性優勢的卻是肉鰭魚類,它們沿著許多方向分化成各種形態,並在約3.8億年前的晚泥盆世登上陸地,演化出人類等四足動物。
肉鰭魚類在大約四億年前的早泥盆世開始了爆發式大發展,這個時代將肉鰭魚類的整個演化歷史分為前後截然不同的兩個階段。在這之前的肉鰭魚類被歸入肉鰭魚類幹群,以夢幻鬼魚和斑鱗魚為代表,形態十分原始,甚至並沒有發展出典型的肉鰭,它們的鰭與輻鰭魚類沒有太大不同。而在這之後,人們熟悉的肺魚類、空棘魚類和四足形類(陸地脊椎動物的直接祖先)等肉鰭魚大類群紛紛演化出來,它們通常被統稱為肉鰭魚類冠群或現代肉鰭魚類。
早泥盆世的現代肉鰭魚類大發展中還出現了一個類群,即那個時代最兇猛的掠食者,這就是爪齒魚類(Onychodonts)。這是一群神秘的魚類,它們的全部演化歷史都局限在泥盆紀的六千萬年中,目前已知的爪齒魚類僅有六個屬,而且化石大都很破碎,多數情況下,只有巖層中散落的長而彎曲,頗類似猛禽利爪形狀的可怕牙齒標誌著這些掠食者的存在。直到20世紀下半葉在澳大利亞發現了比較完整的爪齒魚化石,才讓人們對這類魚的全貌有所了解。 化石顯示,爪齒魚類具有強壯的肩部,頭骨各部分可以擴張,方便制服和吞咽大的動物。它們標誌性的巨大尖牙成兩簇輪狀並排在下頜前端,稱為「齒旋」。這種可怕的牙齒能夠像魚叉一樣刺入獵物軀體,使其無法逃脫。在一條約60cm長的爪齒魚體內,竟發現了一條長達30cm的盾皮魚殘軀。 除了可怕的捕食結構,爪齒魚類身上混合了肉鰭魚乾群特徵、現代肉鰭魚類典型特徵和其自身演化出的獨有特徵,但由於標本缺乏,特別是爪齒魚類腦顱標本的缺失,使研究陷入困境。
此次,來自我國雲南的化石發現為解決上述問題提供了新的契機。這裡發現了目前最古老的爪齒魚類箐門齒魚的頭部骨骼化石。它保存了腦腔、內耳、神經和血管通路等一整套在澳大利亞的爪齒魚類化石中缺失的重要腦顱形態信息。
我國科研人員通過高精度CT斷層掃描和數位化三維重建技術,對箐門齒魚腦顱結構進行了詳細研究。研究發現,在箐門齒魚的吻部有著一系列骨質的分支小管,這種構造過去只在肺魚類中發現過,很可能與某種特殊的感覺器官有關,這也許是爪齒魚類得以成為高效水中殺手的另一秘笈。