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重庆发现迄今为止最早完整有颌脊椎动物化石

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人民网重庆9月29日电 (陈琦、刘敏)9月28日,由重庆市规划和自然资源局、中科院古脊椎动物与古人类研究所等单位合作完成的论文《中国志留纪早期最古老完整有颌脊椎动物》,作为封面论文发表于国际顶级学术期刊《Nature》(《自然》),在有颌类起源与早期演化研究方向再次取得重大突破。 

国际顶级学术期刊《Nature》封面。重庆市规划和自然资源局供图

国际顶级学术期刊《Nature》封面。重庆市规划和自然资源局供图

现在地球上,包括人类在内的99.8%的脊椎动物都具有颌骨(上颌与下巴),如果没有颌的出现,“从鱼到人”的脊椎动物演化之路将不复存在。

本次研究团队在秀山新发现并命名了志留纪早期鱼化石组合“重庆特异埋藏化石库”,其中发现的古鱼化石不仅数量众多、种类齐全,且保存十分完整、精美。其中,包含了迄今为止最早的完整的有颌脊椎动物化石记录,让世界得以一窥志留纪初期脊椎动物,特别是有颌类的全貌。这也是重庆发现的迄今为止最早的完整有颌脊椎动物化石,为“从鱼到人”探源带来重大突破。

重庆特异埋藏化石库局部。重庆市规划和自然资源局供图

重庆特异埋藏化石库局部。重庆市规划和自然资源局供图

“重庆特异埋藏化石库”中包括最新发现的3种志留纪古鱼新属种:盔甲鱼类的灵动土家鱼、软骨鱼类的蠕纹沈氏棘鱼和盾皮鱼类的奇迹秀山鱼。

灵动土家鱼,生活于4.36亿年前,是一种没有颌部的盔甲鱼。其头甲保存了奇特的侧线系统。惊奇的是,其身体完整地保存了下来,这在盔甲鱼中属于首例。从保存的身体部分,可以观测到其体侧成对的连续鳍褶。研究表明,这些连续鳍褶是有颌鱼类偶鳍或者包括人类在内的四足动物四肢的雏形。

灵动土家鱼复原图。重庆市规划和自然资源局供图

灵动土家鱼复原图。重庆市规划和自然资源局供图

蠕纹沈氏棘鱼,生活于4.36亿年前,是一种软骨鱼类,是我国首次发现的软骨鱼类大化石,也是世界上目前发现最早的关联保存的软骨鱼类大化石。其具有一个非常特殊的包围肩带的大块膜质骨甲,这一特征此前被认为是盾皮鱼类独有的特征,在其他软骨鱼类中从未发现过,确证了鲨鱼等软骨鱼类是从“披盔戴甲”的祖先——盾皮鱼类演化而来。

蠕纹沈氏棘鱼复原图。重庆市规划和自然资源局供图

蠕纹沈氏棘鱼复原图。重庆市规划和自然资源局供图

奇迹秀山鱼,生活于4.36亿年前,不同于以往任何一种盾皮鱼类,它糅合了多个盾皮鱼大类的特征,其颅顶甲型式为从盾皮鱼式向硬骨鱼式演化过程中的一个中间状态。所有秀山鱼标本均显示它的头甲中间有一道横向的裂隙,在功能上代偿不可动的颈关节,使得头能在呼吸和摄食时抬起与落下。研究表明,这道裂隙将在硬骨鱼中形成新的头-颈界线,使得其后的骨片从颅顶分离出去,人类与颈部相连的枕骨即由秀山鱼头顶这道裂隙前的骨片(中央片,或称后顶骨)演化而来。

奇迹秀山与复原图。重庆市规划和自然资源局供图

奇迹秀山与复原图。重庆市规划和自然资源局供图

论文并列第一作者单位,重庆地质矿产研究院李强博士、陈阳博士等科研人员全程参与了“重庆特异埋藏化石库”研究工作。陈阳介绍,该生物群是继澄江生物群、热河生物群之后,又一个在我国发现的、为探索生命之树演化重要节点提供大量关键证据的特异埋藏化石库,将完整有颌类的化石记录大大前推了1100万年,将若干人类身体结构的起源追溯到4.36亿年前的化石鱼类中。

该发现填补了全球志留纪早期有颌类化石记录的空白,首次为有颌类的最早期崛起与辐射分化提供了确切证据,在有颌类最早期分化、重要器官和身体构型演化等重要科学问题的探索中,取得了新进展,刷新了世界生命演化史的传统认知。

论文作者之一、重庆市地质调查院魏光飚研究员说,“重庆特异埋藏化石库”的发现,表明川河盖是一座名副其实的宝山,其中蕴藏了无数生命演化的奥秘。川河盖从山脚蜿蜒盘旋至山顶的那条天路,更像是一条螺旋式上升的生命演化之路。重庆生物群的发现与研究,为秀山新增了“志留纪海洋公园”“有颌鱼类的故乡”等世界级的科学、文化名片。

(责编:黄凌、张祎)