科技日報
9月29日，由重慶市規(guī)劃和自然資源局、中科院古脊椎動物與古人類研究所等單位合作完成的論文《中國志留紀(jì)早期最古老完整有頜脊椎動物》，作為封面論文在《自然》發(fā)表，在有頜類起源與早期演化研究方向再次取得重大突破。
改寫有頜脊椎動物早期演化歷史 “從魚到人”關(guān)鍵證據(jù)被發(fā)現(xiàn)
有頜脊椎動物的最早演化歷史在時間上存在悖論。
包括人類在內(nèi)，地球上現(xiàn)存99.8%的脊椎動物都具有頜骨（上頜與下巴），統(tǒng)稱為有頜脊椎動物或有頜類。有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動物演化史上最關(guān)鍵的躍升之一，人類的很多重要器官與身體構(gòu)型都可追溯到有頜類演化之初。然而，這一躍升具體發(fā)生在何時、何地、又是如何發(fā)生？這些問題需要古生物學(xué)證據(jù)來回答。
化石實證的缺失使得有頜類的起源與崛起，這個脊椎動物演化史中最關(guān)鍵的躍升之一，過去一直籠罩在重重迷霧之中，有頜類在其出現(xiàn)的前三千萬年一直是一個“幽靈支系”。
研究團(tuán)隊在秀山新發(fā)現(xiàn)并命名了志留紀(jì)早期魚化石組合“重慶特異埋藏化石庫”，其中發(fā)現(xiàn)的古魚化石不僅數(shù)量眾多、種類齊全，而且保存十分完整、精美，包含了迄今為止最早的完整的有頜脊椎動物化石記錄，為解決這一時期有頜脊椎動物的隱秘輻射提供關(guān)鍵見解。
“重慶特異埋藏化石庫”的發(fā)現(xiàn)在古生物學(xué)史上第一次大規(guī)模展示了志留紀(jì)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4.36億年前，有頜類各大類群已經(jīng)在華南地區(qū)欣欣向榮；到志留紀(jì)晚期，更多樣、更大型的有頜類屬種出現(xiàn)并開始擴(kuò)散到全球，開啟了魚類登陸并最終演化成為人類的進(jìn)程。
國際古脊椎動物學(xué)會前主席、澳大利亞弗林德斯（Flinders）大學(xué)John Long教授了解了團(tuán)隊的上述工作后，撰文稱“這確實是令人驚嘆、改變演化格局的化石發(fā)現(xiàn)，改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的幾乎所有方面”。
四足動物四肢的雛形出現(xiàn) 最新發(fā)現(xiàn)3種志留紀(jì)古魚新屬種
“重慶特異埋藏化石庫”中包括最新發(fā)現(xiàn)的3種志留紀(jì)古魚新屬種：盾皮魚類的奇跡秀山魚，軟骨魚類的蠕紋沈氏棘魚和盔甲魚類的靈動土家魚。
“靈動土家魚”生活于4.36億年前，是一種沒有頜部的盔甲魚，其頭甲保存了奇特的側(cè)線系統(tǒng)，同時驚奇的是，其身體完整的保存了下來，這在盔甲魚中屬于首例，從保存的身體部分可以觀測到其體側(cè)成對的連續(xù)鰭褶，研究表明這些連續(xù)鰭褶是有頜魚類偶鰭或者包括人類在內(nèi)的四足動物四肢的雛形。
“蠕紋沈氏棘魚”生活于4.36億年前，是一種軟骨魚類，是我國首次發(fā)現(xiàn)的軟骨魚類大化石，也是世界上目前發(fā)現(xiàn)最早的關(guān)聯(lián)保存的軟骨魚類大化石，其具有一個非常特殊的包圍肩帶的大塊膜質(zhì)骨甲，這一特征此前被認(rèn)為是盾皮魚類獨有的特征，在其他軟骨魚類中從未發(fā)現(xiàn)過，確證了軟骨魚類是從“披盔戴甲”的祖先——盾皮魚類演化而來。
“奇跡秀山魚”生活于4.36億年前，不同于以往任何一種盾皮魚類，糅合了多個盾皮魚大類的特征，其顱頂甲型式為從盾皮魚式向硬骨魚式演化過程中的一個中間狀態(tài)，為探究有頜類生命之樹根部主要類群的起源提供了珍貴資料。
“該生物群是繼澄江生物群、熱河生物群之后，又一個在我國發(fā)現(xiàn)的、處于生命之樹演化重要節(jié)點的特異埋藏化石庫?！敝貞c地質(zhì)礦產(chǎn)研究院陳陽介紹，該發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了全球志留紀(jì)早期有頜類化石記錄的空白，首次為有頜類的最早期崛起與輻射分化提供了確切證據(jù)，在有頜類最早期分化、重要器官和身體構(gòu)型演化等重要科學(xué)問題的探索中取得了新進(jìn)展，刷新了世界生命演化史的傳統(tǒng)認(rèn)知。
重慶秀山成為有頜魚類的故鄉(xiāng)
重慶生物群產(chǎn)自重慶市秀山縣志留系回星哨組（志留紀(jì)早期，約4.36億年前）中。4.36億年前，重慶東部是華南大陸邊緣的陸架，淹沒在侵入華南大陸中央的揚(yáng)子古海之下，從注入海灣的大河在濱海形成了大量潟湖等適合魚類生活的環(huán)境，除了魚類外，這里還生活著許多志留紀(jì)的典型無脊椎動物，主要是節(jié)肢動物。
“川河蓋從山腳蜿蜒盤旋至山頂?shù)哪菞l天路，更像是一條螺旋式上升的生命演化之路?！闭撐淖髡咧?、重慶市地質(zhì)調(diào)查院魏光飚研究員表示，“重慶特異埋藏化石庫”的發(fā)現(xiàn)，表明川河蓋是一座名副其實的寶山，其中蘊(yùn)藏了無數(shù)生命演化的奧秘。重慶生物群的發(fā)現(xiàn)與研究，為秀山新增了“志留紀(jì)海洋公園”“有頜魚類的故鄉(xiāng)”等世界級的科學(xué)、文化名片。
論文并列第一作者單位重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院科研人員全程參與了研究工作。
重慶市規(guī)劃和自然資源局有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，“重慶特異埋藏化石庫”由世界頂尖研究機(jī)構(gòu)和化石發(fā)現(xiàn)地規(guī)劃自然資源管理部門緊密合作發(fā)現(xiàn)，樹立了我國重要古生物化石發(fā)現(xiàn)、保護(hù)、研究和宣傳的良好典范，為我國遼闊國土上蘊(yùn)藏的古生物，特別是脊椎動物化石寶庫的科研與守護(hù)探索了一條可行之路。
