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中科院新发现:4.1亿年前水中掠食者是人类鱼形祖先

2016-06-05 07:34:25  北京日报    参与评论()人

原标题:新发现:4.1亿年前水中掠食者是人类鱼形祖先

本报讯 (记者 刘欢)4.1亿年前,它们竞逐着地球水域的统治权,并最终演化出包括人类在内的四足动物。昨天,中科院古脊椎所朱敏研究员及其团队向世界公布了他们的研究成果,借助高精度CT扫描技术,他们揭开了“鱼类时代”称雄地球水域的人类鱼形祖先演化谜团。

硬骨鱼类是脊椎动物演化的主干,下分肉鳍鱼类和辐鳍鱼类两大支系,它们竞逐地球水域的统治权。当今,水中的肉鳍鱼类仅剩肺鱼和空棘鱼,在繁荣多样的辐鳍鱼类阴影中苟延残喘。然而,在志留纪-泥盆纪的“鱼类时代”中,占据压倒性优势的却是肉鳍鱼类,它们沿着许多方向分化成各种形态,并在约3.8亿年前的晚泥盆世登上陆地,演化出人类等四足动物。

肉鳍鱼类在大约四亿年前的早泥盆世开始了爆发式大发展,这个时代将肉鳍鱼类的整个演化历史分为前后截然不同的两个阶段。在这之前的肉鳍鱼类被归入肉鳍鱼类干群,以梦幻鬼鱼和斑鳞鱼为代表,形态十分原始,甚至并没有发展出典型的肉鳍,它们的鳍与辐鳍鱼类没有太大不同。而在这之后,人们熟悉的肺鱼类、空棘鱼类和四足形类(陆地脊椎动物的直接祖先)等肉鳍鱼大类群纷纷演化出来,它们通常被统称为肉鳍鱼类冠群或现代肉鳍鱼类。

早泥盆世的现代肉鳍鱼类大发展中还出现了一个类群,即那个时代最凶猛的掠食者,这就是爪齿鱼类(Onychodonts)。这是一群神秘的鱼类,它们的全部演化历史都局限在泥盆纪的六千万年中,目前已知的爪齿鱼类仅有六个属,而且化石大都很破碎,多数情况下,只有岩层中散落的长而弯曲,颇类似猛禽利爪形状的可怕牙齿标志着这些掠食者的存在。直到20世纪下半叶在澳大利亚发现了比较完整的爪齿鱼化石,才让人们对这类鱼的全貌有所了解。 化石显示,爪齿鱼类具有强壮的肩部,头骨各部分可以扩张,方便制服和吞咽大的动物。它们标志性的巨大尖牙成两簇轮状并排在下颌前端,称为“齿旋”。这种可怕的牙齿能够像鱼叉一样刺入猎物躯体,使其无法逃脱。在一条约60cm长的爪齿鱼体内,竟发现了一条长达30cm的盾皮鱼残躯。 除了可怕的捕食结构,爪齿鱼类身上混合了肉鳍鱼干群特征、现代肉鳍鱼类典型特征和其自身演化出的独有特征,但由于标本缺乏,特别是爪齿鱼类脑颅标本的缺失,使研究陷入困境。

此次,来自我国云南的化石发现为解决上述问题提供了新的契机。这里发现了目前最古老的爪齿鱼类箐门齿鱼的头部骨骼化石。它保存了脑腔、内耳、神经和血管通路等一整套在澳大利亚的爪齿鱼类化石中缺失的重要脑颅形态信息。

我国科研人员通过高精度CT断层扫描和数字化三维重建技术,对箐门齿鱼脑颅结构进行了详细研究。研究发现,在箐门齿鱼的吻部有着一系列骨质的分支小管,这种构造过去只在肺鱼类中发现过,很可能与某种特殊的感觉器官有关,这也许是爪齿鱼类得以成为高效水中杀手的另一秘笈。   

(责任编辑:李东舰 CN031)
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