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给4亿年前古鱼做CT 科学家有了重要发现

2021-03-02 09:04:45来源:中国青年报

第一作者

给4亿年前古鱼做CT 科学家有了重要发现

一条4亿年前的古鱼,与包括人类在内的现代有颌类动物会有什么关系?

前不久,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱幼安、卢静、朱敏领导的中国、澳大利亚、英国和瑞典学者组成的国际合作研究团队,通过对一块4亿年前的“鸭嘴兽古鱼”化石标本深入研究并获得重要进展,该成果论文在国际学术期刊《当代生物学》上发表。

这一中外科学家最新研究发现并提出有颌脊椎动物早期演化新框架,认为“鸭嘴兽古鱼”与包括人类在内的现代有颌类动物,是生物进化史上较近的“亲戚”。

远古“亲戚”

据论文第一作者朱幼安介绍,大多数脊椎动物,包括人类自身均属于有颌类,即有颌的脊椎动物。从颌的起源,到现代有颌类最近共同祖先出现之间,为一群被统称为“盾皮鱼类”的早期有颌鱼类所填充,现代有颌类共同的“身体蓝图”,以及许多重要器官特征的起源,都需要到这中间去寻找。

布林达贝拉鱼,就是一种中等体型的“盾皮鱼类”,生活在4亿年前澳大利亚东部的陆表浅海礁区。1980年,澳大利亚学者认为布林达贝拉鱼是一种很原始的古鱼类。不过,受限于当时技术手段,该鱼的内耳半规管和内淋巴系统等细节,无法确切得知。

最新的国际合作研究中,朱幼安等人应用高精度CT扫描数据,对两件新的布林达贝拉鱼头部标本扫描和研究后发现,正是在过去不可知的区域内,隐藏着十分重要的信息——布林达贝拉鱼内耳的上部和下部界限分明,前后半规管以发达的总脚和椭圆囊上腔相连,这与之前所知的其他“盾皮鱼类”内耳十分不同,而与现代有颌类相似。

“事实上,这一系列特征可以在包括人类在内的大部分现代有颌类中找到。”朱幼安说。

据他介绍,此次研究发现,布林达贝拉鱼拥有发达的内淋巴囊,该内淋巴囊向内通过一垂直小管与内耳前庭相连,向外又由穿透颅顶的内淋巴管与外界相通,这与现代有颌类,特别是与软骨鱼类模式基本一致,进一步支持了布林达贝拉鱼与现代有颌类较近的关系。

新假说

学界对最早期有颌类演化关系的争论由来已久。

传统观点认为“盾皮鱼类”形成一个自然类群,近年来,许多学者认为“盾皮鱼类”只是许多最早期有颌类的集合,代表了从无颌的甲胄鱼演化到硬骨鱼软骨鱼之间一系列的中间状态。

论文通讯作者卢静说,合作团队除对布林达贝拉鱼内耳进行研究外,还通过CT扫描数据,对布林达贝拉鱼颅顶甲骨片做了重新订正,并认为一些过去归为布林达贝拉鱼自有的特化性状,实际上可以与现代有颌类比较。

根据这些新加入的数据,合作团队详细厘定有颌类特征矩阵,对其进行的分析结果发现,基于最简约假设的系统演化树与之前假说有较大区别。在新提出的假说中,“盾皮鱼类”确实不能构成一个单系或自然类群。

卢静说,布林达贝拉鱼的最新研究,展现出对过去经典标本的重新认识和对现有早期脊椎动物演化框架的冲击。近期,在我国发现了大量保存完好的志留纪(距今约4.4亿至4.19亿年)有颌鱼类,它们已经非常接近颌起源的时间和系统演化节点。

“后续的深入研究将提供全新资料,有望在颌的起源、有颌类早期演化框架等一系列重大科学问题上取得重要突破。”卢静说。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报