2013年，《自然》報(bào)道了一條4.25億年前的古老魚(yú)類——初始全頜魚(yú)。它具有典型盾皮魚(yú)類膜質(zhì)骨甲以及硬骨魚(yú)式的頜骨，是堪與始祖鳥(niǎo)等相提并論的、介于盾皮魚(yú)類與硬骨魚(yú)類之間的重要過(guò)渡化石。

　　10年后，《自然-通訊》近日發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（以下簡(jiǎn)稱古脊椎所）朱敏院士領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)對(duì)初始全頜魚(yú)的最新研究成果，揭示出硬骨魚(yú)式的鱗片在全頜盾皮魚(yú)類中已經(jīng)起源，并為復(fù)原初始全頜魚(yú)這條神奇古魚(yú)從頭至尾的完整面貌提供了科學(xué)證據(jù)。

　　發(fā)現(xiàn)初始全頜魚(yú)新化石

　　現(xiàn)生有頜脊椎動(dòng)物（或稱有頜類）分為硬骨魚(yú)類和軟骨魚(yú)類，它們的最近共同祖先及其所有后裔被稱為有頜類冠群。有頜的有頜類干群被稱為盾皮魚(yú)類。長(zhǎng)期以來(lái)，古生物學(xué)者認(rèn)為盾皮魚(yú)類自成一類，是演化的盲支。

　　2013年，初始全頜魚(yú)的發(fā)現(xiàn)有力證明了有頜類冠群是由盾皮魚(yú)類中的一支演化而來(lái)，但當(dāng)時(shí)對(duì)全頜魚(yú)的了解僅限于身體前半部分，對(duì)于由鱗片覆蓋的后半部分及鰭的位置形態(tài)等一無(wú)所知。

　　在最新的這項(xiàng)研究中，朱敏團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一件難得的初始全頜魚(yú)新化石，關(guān)聯(lián)保存了近乎完整的鱗片覆蓋的后半部分身體和鰭棘。通過(guò)高精度斷層掃描與三維重建技術(shù)，他們?cè)敿?xì)研究了該標(biāo)本的鱗片形態(tài)學(xué)和組織學(xué)，以及整個(gè)鱗列分區(qū)情況，科學(xué)復(fù)原了初始全頜魚(yú)的完整面貌，探討了有頜類鱗片與鰭棘的演化。

　　論文第一作者、北京大學(xué)博士后崔心東介紹，根據(jù)新化石復(fù)原的全頜魚(yú)身體形態(tài)粗短圓鈍，全長(zhǎng)約21厘米，身體最大高度約5厘米，鱗片覆蓋部分長(zhǎng)約11厘米，占身體總長(zhǎng)度的52%。全頜魚(yú)的身體兩側(cè)各有11行鱗片，側(cè)線鱗大約在身體的中間位置。背腹兩側(cè)長(zhǎng)有1個(gè)背鰭和1個(gè)臀鰭，鰭前有粗短的鰭棘，鰭表面覆蓋鱗片。其中，臀鰭棘過(guò)去只在早期軟骨魚(yú)類——棘魚(yú)類中發(fā)現(xiàn)過(guò)，它在全頜魚(yú)中的發(fā)現(xiàn)表明其在硬骨魚(yú)類和軟骨魚(yú)類最近共同祖先之前就已經(jīng)起源。

　　“硬骨魚(yú)類、軟骨魚(yú)類以及盾皮魚(yú)類的鱗片在形態(tài)學(xué)和組織學(xué)上有著巨大差異，它們之間的演化關(guān)系一直不甚清楚。” 論文通訊作者、古脊椎所副研究員朱幼安說(shuō)，硬骨魚(yú)的鱗片大而薄，且早期成員的鱗片為平行四邊形，有著特殊的突-窩關(guān)節(jié)，被稱為菱形鱗片。目前，僅有雀鱔和多鰭魚(yú)身披這種鱗片。典型的軟骨魚(yú)類的鱗片小而厚，像是一顆尖牙，被稱為楯鱗，曾一度被認(rèn)為是現(xiàn)生有頜類共同祖先的鱗片模型。而盾皮魚(yú)類的鱗片類型則非常多樣，但與硬骨魚(yú)類和軟骨魚(yú)類的鱗片存在明顯差別，且大部分表面都有瘤點(diǎn)狀紋飾。

　　那么，現(xiàn)生有頜類共同祖先的鱗片到底是什么樣的？這個(gè)問(wèn)題的解決有賴于全頜盾皮魚(yú)鱗片化石的發(fā)現(xiàn)。

　　揭開(kāi)鱗片之謎的關(guān)鍵證據(jù)

　　崔心東表示，對(duì)新化石的詳細(xì)研究表明，全頜魚(yú)的體側(cè)鱗片大而薄，表面具脊?fàn)罴y飾，可分為12種形態(tài)類型。其中有一類鱗片非常特殊，它們的整體形態(tài)與硬骨魚(yú)標(biāo)志性的菱形鱗片出奇一致——具備平行四邊形的輪廓、突-窩關(guān)節(jié)、脊?fàn)罴y飾、基部的龍骨突等整套硬骨魚(yú)鱗片特征組合。組織學(xué)證據(jù)也表明，全頜魚(yú)的鱗片和骨片不具備盾皮魚(yú)類外骨骼典型的三層構(gòu)造，反而與早期硬骨魚(yú)類，如夢(mèng)幻鬼魚(yú)類似。

　　“這一結(jié)果首次將盾皮魚(yú)類與硬骨魚(yú)類的鱗片聯(lián)系起來(lái)，也表明硬骨魚(yú)類模式的鱗片比鯊魚(yú)那樣的軟骨魚(yú)類的典型楯鱗更為原始，后者是一種特化類型。” 朱幼安說(shuō)。

　　他表示，這一新發(fā)現(xiàn)使得初始全頜魚(yú)成為繼奇跡秀山魚(yú)、夢(mèng)幻鬼魚(yú)之后，又一個(gè)保存了從頭至尾完整形態(tài)信息的志留紀(jì)有頜類，為零散保存的志留紀(jì)有頜類鱗片和棘刺標(biāo)本的鑒定與分類提供了重要參考。

　　硬骨魚(yú)類典型的菱形鱗片以及早期軟骨魚(yú)類特有的臀鰭棘在初始全頜魚(yú)身上的發(fā)現(xiàn)，表明有頜類冠群的更多鑒定特征可能在盾皮魚(yú)類中就已經(jīng)出現(xiàn)。朱幼安表示，對(duì)初始全頜魚(yú)、全頜盾皮魚(yú)類乃至我國(guó)志留紀(jì)有頜脊椎動(dòng)物化石寶庫(kù)的研究，將為還原“從魚(yú)到人”演化史早期歷程提供更多的關(guān)鍵證據(jù)。(胡珉琦)