中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏研究員等於4月10日在《自然—通訊》（Nature Communications）上發表了在古生物學與演化生物學領域取得的新進展。他們報導了最早的空棘魚頭顱化石，這一發現將「解剖學意義上的現代型空棘魚」記錄前推了約1700萬年，為研究空棘魚類的早期快速分化以及隨後的演化停滯現象提供了更為準確的參照時間，進一步支持了肉鰭魚類起源於中國南方古地理區域的假說。
作為現生肉鰭魚類的兩支代表，空棘魚類和肺魚類與陸生脊椎動物有著密切的親緣關係，在四足動物起源研究中扮演著著關鍵的角色。同時，空棘魚類是一支演化上非常保守的古老魚類，其保守性或演化停滯現象備受學術界的關注。空棘魚類出現於泥盆紀，三疊紀時一度相當繁盛，但至今僅2種：非洲拉蒂邁魚（Latimeria chalumnae）和印尼拉蒂邁魚（Latimeria menadoensis）。空棘魚類自泥盆紀經歷了一次快速輻射演化之後，在很長一段地質歷史時期內其身體形態並沒有太大的改變，這些化石空棘魚類與「活化石」拉蒂邁魚在解剖特徵上十分相似，被稱為「解剖學意義上的現代型空棘魚」。但是，它們是何時出現，又是如何獲得這些典型解剖學特徵的呢？此前，最早的「解剖學意義上的現代型空棘魚」化石出自大約3.9億前的中泥盆世晚期地層中。由於化石記錄的不完整，學術界對於空棘魚類更早的演化歷史知之甚少，有關問題尚缺少相對明確的答案。
迄今為止，早泥盆世唯一的空棘魚記錄是來自澳大利亞的一件不完整的齒骨化石，2006年被命名為始空棘魚（Eoactinistia）。出乎預料的是，這件如此古老的標本竟然保留了巨大的齒骨感覺孔，這是泥盆紀之後的空棘魚才具有的典型特徵。那麼，始空棘魚是否可能已經具有「解剖學意義上的現代型空棘魚」的體質特徵呢？由於材料的零碎，這一疑惑也無從解答。目前已知保存較好的泥盆紀空棘魚化石都來自中泥盆世晚期或晚泥盆世早期的地層中，此時的空棘魚類已經發生顯著分化。其中，加文魚（Gavinia）和米瓜莎魚（Miguashaia）屬於原始的空棘魚類，仍然保留很多原始肉鰭魚類的特徵，而重尾魚（Diplocercides）則顯示典型的「現代型空棘魚」特徵，譬如兩對頂骨，加長的眶前區和原型尾，屬於進步的空棘魚類。
中國南方古地理區域一直被認為是肉鰭魚類的起源中心，近十餘年來，古脊椎所早期脊椎動物研究群體報導了數種重要的出自我國南方早泥盆世與志留紀地層的早期肉鰭魚類化石，包括斑鱗魚、無孔魚、彌曼魚、蝶柱魚、肯氏魚、鬼魚等，這些化石的發現填補了硬骨魚類早期演化階段「缺失的環節」，為揭示硬骨魚綱起源之謎提供了關鍵資料。遺憾的是，泥盆紀空棘魚類的化石記錄在我國南方仍一直是個空白。為此，該群體在中國南方組織了多次有針對性的發掘，終於在雲南昭通早泥盆世布拉格期（大約4.1億年前）地層中發現了兩件空棘魚標本，分別為頭顱的前段與後段。由於該標本與德國著名古生物學家葉格爾（O. Jaekel）於1927年發現的德國中泥盆世的艾菲爾孔骨魚（Euporosteus eifeliensis）相似，因此被命名為雲南孔骨魚（Euporosteus yunnanensis）。對艾菲爾孔骨魚的研究是葉格爾在德國最後開展的幾項古生物學工作之一，那時「活化石」拉蒂邁魚還沒有被發現（第一條拉蒂邁魚於1938年在非洲東海岸的東倫敦港附近被捕獲）。與拉蒂邁魚相似，艾菲爾孔骨魚具有加長的眶區和眶前區。不過，由於僅發現頭顱前段，孔骨魚在空棘魚類中的分類位置還不能藉此得到確定。
在最新研究中，朱敏等利用高精度CT技術對雲南孔骨魚的耳區進行了掃描與三維重建，結果顯示：雲南孔骨魚的耳區結構與重尾魚相似，而頭顱後段的最大長寬比為0.98，又與一些古生代和早三疊世的空棘魚類相似，這些解剖學特徵為孔骨魚系統學位置的確定提供了關鍵資料。在新的系統發育分析中，孔骨魚的分類學位置得到了初步確認：它屬於「解剖學意義上的現代型空棘魚」。這一結果亦表明空棘魚類在其演化初期就已高度特化。
雲南孔骨魚的發現將「解剖學意義上的現代型空棘魚」化石記錄前推了1700萬年，對探討空棘魚類的早期演化和古地理分布具有重要意義。該成果表明，空棘魚類具有一個非常快速的早期分化階段，而後期演化的保守程度比人們過去預想的還要大。新化石填補了中國南方早泥盆世空棘魚化石記錄的空白，再次印證了中國南方古地理區域是肉鰭魚類起源中心的假說。此外，早期空棘魚類（始空棘魚、孔骨魚）和爪齒魚類（箐門齒魚、巴坎齒魚）在澳大利亞和中國南方同期地層中的分別出現，指示了東岡瓦納板塊和華南板塊在布拉格期具有緊密的古地理聯繫。
此項研究得到了國家自然科學基金委、國家重點基礎研究發展規劃項目和中國科學院的大力支持。