在云南昭通的泥盆紀(jì)地層中，一塊僅25毫米長(zhǎng)的微小頭骨化石，正改寫(xiě)著早期肺魚(yú)演化的歷史。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所朱敏院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中外機(jī)構(gòu)，在約4.1億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了名為“云南古嵴魚(yú)”的原始肺魚(yú)化石，為破解肺魚(yú)從原始肉鰭魚(yú)類(lèi)向現(xiàn)代類(lèi)群演化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供了珍貴證據(jù)，相關(guān)成果近日發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》。

填補(bǔ)“演化缺環(huán)”：從希望奇異魚(yú)到真肺魚(yú)的關(guān)鍵過(guò)渡

肺魚(yú)是現(xiàn)生魚(yú)類(lèi)中與四足動(dòng)物親緣關(guān)系最近的類(lèi)群，其演化歷程充滿(mǎn)“適應(yīng)性智慧”。1984年，中國(guó)科學(xué)家在云南曲靖發(fā)現(xiàn)的“希望奇異魚(yú)”是目前已知最古老、最原始的肺魚(yú)，但它與更進(jìn)步的肺魚(yú)類(lèi)之間存在明顯形態(tài)斷層，這一“演化缺環(huán)”長(zhǎng)期困擾學(xué)界。

此次發(fā)現(xiàn)的云南古嵴魚(yú)，生存年代略晚于希望奇異魚(yú)（約4.16億年前），且處于肺魚(yú)快速輻射演化之前的關(guān)鍵時(shí)期。研究團(tuán)隊(duì)借助高精度CT掃描與三維重建技術(shù)，揭示了其頭骨的過(guò)渡特征：腭方骨與腦顱呈部分融合狀態(tài)，正處于從原始肉鰭魚(yú)類(lèi)“雙接型”向真肺魚(yú)類(lèi)“自接型”頭骨演化的中間階段。系統(tǒng)發(fā)育分析證實(shí)，它位于真肺魚(yú)類(lèi)演化樹(shù)的基部，完美填補(bǔ)了希望奇異魚(yú)與進(jìn)步肺魚(yú)類(lèi)之間的空白。

基于這一發(fā)現(xiàn)，科研團(tuán)隊(duì)首次明確“真肺魚(yú)類(lèi)”的清晰定義——特指除希望奇異魚(yú)外的所有肺魚(yú)類(lèi)群，其關(guān)鍵鑒別特征包括自接型頭骨、發(fā)達(dá)的腦顱肌脊、缺失前上頜骨等，為肺魚(yú)演化研究建立了重要分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

400萬(wàn)年快速演化：牙齒與頭骨優(yōu)化開(kāi)啟生存新局

研究顯示，從希望奇異魚(yú)到真肺魚(yú)類(lèi)的分化僅用了約400萬(wàn)年（4.16億-4.12億年前），證實(shí)早期肺魚(yú)曾經(jīng)歷快速輻射演化。云南古嵴魚(yú)的特有結(jié)構(gòu)揭示了這一演化的“動(dòng)力密碼”：其鼻腔異常巨大（約占腭面長(zhǎng)度1/3），腦顱兩側(cè)內(nèi)收肌發(fā)達(dá)，提示擁有強(qiáng)大咬??；腭骨布滿(mǎn)小型錐形齒突，后部存在光滑區(qū)域，既保留原始特征（如上唇具牙齒），又具備北美進(jìn)步肺魚(yú)的相似形態(tài)。

科研團(tuán)隊(duì)推測(cè)，這種快速演化可能與肺魚(yú)演化出的牙齒特化、咬肌強(qiáng)化、頭骨結(jié)構(gòu)優(yōu)化等適應(yīng)性特征相關(guān)。這些結(jié)構(gòu)使其成功開(kāi)拓硬殼生物等新資源，在生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位——云南古嵴魚(yú)可能以堅(jiān)硬的甲殼類(lèi)為食，這一食性轉(zhuǎn)變或?yàn)槠浜罄m(xù)輻射演化奠定了基礎(chǔ)。

古地理新線(xiàn)索：4.1億年前華南與北美或存“陸橋”

云南古嵴魚(yú)的發(fā)現(xiàn)還為重建早泥盆世全球古地理格局提供了關(guān)鍵生物證據(jù)。其形態(tài)與北美同期真肺魚(yú)（如頂嵴魚(yú)）高度相似，提示4.1億年前華南板塊與北美板塊可能存在陸地連接或近距離分布，為肺魚(yú)共同祖先的跨洋擴(kuò)散提供了地理?xiàng)l件。這一推斷與同期其他魚(yú)類(lèi)化石的分布規(guī)律相吻合，進(jìn)一步支持了早泥盆世全球古地理格局的重建。

中國(guó)古生物學(xué)再添“硬核”成果

作為中國(guó)在早期肺魚(yú)研究領(lǐng)域的又一重大突破，云南古嵴魚(yú)的發(fā)現(xiàn)延續(xù)了中國(guó)在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。從1984年“希望奇異魚(yú)”的發(fā)現(xiàn)，到如今“云南古嵴魚(yú)”填補(bǔ)演化缺環(huán)，中國(guó)科學(xué)家用近40年的時(shí)間，逐步拼湊出肺魚(yú)演化的關(guān)鍵拼圖。

這一研究由朱敏院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合云南大學(xué)、澳大利亞弗林德斯大學(xué)等機(jī)構(gòu)完成，得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。未來(lái)，隨著更多關(guān)鍵化石的發(fā)現(xiàn)，早期肺魚(yú)演化的“神秘面紗”或?qū)⒈贿M(jìn)一步揭開(kāi)，為理解脊椎動(dòng)物從水生到陸生的演化提供更多啟示。