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科学网—从鱼到人——朱敏院士探秘我们的“鱼祖先”


速读:朱敏院士解读脊椎动物“从鱼到人”演化的成果(中新网记者孙自法摄)。 为了更好地配合捕食和逃避,它们的鳍进化得更强壮,身体变得更灵活,为日后登上陆地、演化出四肢埋下了伏笔。 找到了关键的“环节”:从“无颌”到“有颌”,从“笨重骨甲”到“灵活身体”,这些化石展现了演化过程的中间形态,完美填补了缺失环节。 这,就是朱敏院士团队要挑战的科学难题。 要理解朱敏院士发现的伟大之处,我们得先知道一个关于我们身体的天大秘密:包括人类在内,地球上99.8%的脊椎动物都有一个共同的关键构造——颌骨,也就是我们的下巴。
从鱼到人——朱敏院士探秘我们的“鱼祖先” 精选

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2026-4-3 05:53

| 个人分类: 读书笔记 | 系统分类: 观点评述

朱敏院士解读脊椎动物“从鱼到人”演化的成果(中新网记者孙自法摄)

在重庆的深山里,一位科学家用地质锤小心翼翼地敲开一块石头,一块不到拇指大小的化石显露出轮廓——这可能是解开人类为何拥有下巴和双手的最早线索。

01 大山深处的“化石盲盒”

在重庆秀山的一处野外挖掘现场,朱敏院士和团队成员正在仔细观察一堆看似普通的碎石。对他们而言,这就像在拆一套来自四亿年前的“神秘盲盒”。

朱敏的手上还留着长期敲击化石留下的伤疤。他对此已习以为常,因为寻找化石的过程如同大海捞针,有时团队甚至需要从四吨重的岩石样本中,才能筛选出区区二十三枚珍贵的古鱼牙齿化石。但正是这种不懈的坚持,让他们最终叩开了地球生命史上那扇厚重的演化之门。

02 一场改变命运的“身体革命”

要理解朱敏院士发现的伟大之处,我们得先知道一个关于我们身体的天大秘密:包括人类在内,地球上99.8%的脊椎动物都有一个共同的关键构造——颌骨,也就是我们的下巴。

你可别小看这个用来吃饭和说话的下巴。在遥远的古生代海洋里,我们的祖先还是一群没有下巴的“小可怜”——它们属于无颌类,只能像吸尘器一样吸食水中的微生物,行动迟缓,身披笨重的骨甲,是当时海洋中各种凶猛掠食者眼中的“移动罐头”。

转机出现在一次伟大的“身体升级”中。为了生存,一些鱼类祖先牺牲了用于呼吸的第一对鳃弓,将其改造,演化出了世界上最初的颌。这次升级堪称“生命革命”:

从被动到主动:有了颌,它们可以从“吸食”升级为“咬食”,食谱大大丰富,攻击和自卫能力也飞跃了。

牵一发而动全身:颌的出现带动了全身“升级”。为了更好地配合捕食和逃避,它们的鳍进化得更强壮,身体变得更灵活,为日后登上陆地、演化出四肢埋下了伏笔。甚至我们未来用以思考的复杂大脑、用于交流的灵巧舌头,其演化之路都从这次“颌的革命”开始。

可以说,没有颌,地球脊椎动物的命运将彻底改写,或许也就没有后来登陆的爬行动物、恐龙、哺乳动物,更不会有人类。

03 填补“失落的三千万年”

尽管科学家们早已通过基因推测,“颌的革命”可能发生在约4.5亿年前的奥陶纪晚期,但在2022年之前,最古老的、有确凿颌部化石证据的鱼类,仅能追溯到约4.19亿年前。这中间,存在着一段长达三千多万年的演化空白期,仿佛生命史诗中最关键的一章被撕掉了。

这,就是朱敏院士团队要挑战的科学难题。多年来,他们像侦探一样,在我国云南、重庆、贵州等地,专门搜寻距今约4.4亿年的志留纪早期地层。

功夫不负有心人。他们的工作在2022年秋天迎来总爆发。朱敏团队在重庆和贵州的志留纪地层中,发现了两个世界级的化石宝库——“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”。从中出土的一系列震惊世界的古鱼化石,如同一把把钥匙,接连打开了那扇紧闭了三千多万年的演化之门。他们的四项重磅研究成果,以封面文章的形式同时发表在世界顶级学术期刊《自然》上。

04 探秘“水下江湖”:五条改变认知的古鱼

这些发现到底有多神奇?让我们穿越时空,回到四亿多年前那片充满生机的“水下江湖”,认识一下朱敏团队找到的几位关键“江湖高手”。

奇迹秀山鱼:4.36亿年前,盾皮鱼(硬骨类祖先近亲),拥有目前已知最古老、最完整的颌骨化石,将确切的有颌类化石记录大幅提前了1100万年。

双列黔齿鱼:4.39亿年前,软骨鱼,发现了仅有“米粒”大小的、特殊形态的牙齿化石。这些牙齿是判断有颌类的“铁证”,将证据时间点再往前推了1400万年,已非常接近基因推测的起源时间。

蠕纹沈氏棘鱼:4.23亿年前,软骨鱼,保存极为完整的软骨鱼化石,让我们第一次清晰地看到了早期鲨鱼亲戚的全身样貌。

新塑梵净山鱼:4.39亿年前,软骨鱼,一种非常原始的小型软骨鱼,被视为最古老的鲨鱼祖先之一,将鲨鱼家族的起源时间提前了2000万年。

灵动土家鱼:4.36亿年前,无颌的甲胄鱼,虽然它没有颌,但它的身体两侧发现了纵贯全身的鳍褶。这为“鱼类的偶鳍(后来演化成我们的四肢)是从腹部皮褶演化而来”的理论提供了最强有力的化石证据。

这些发现共同证明,早在4.4亿年前,有颌鱼类这个“革命后的新家族”已经在地球海洋里快速分化、繁盛起来,各大类群“欣欣向荣”,为日后称霸海洋并最终登陆,奠定了坚实的基础。

05 连接你我的生命之链

朱敏院士团队的发现,意义远不止于找到了几条古老的鱼。他们像最顶尖的拼图大师,将人类演化史这幅宏大拼图中最模糊、最关键的一块区域,变得前所未有的清晰。

实证了“生命大爆发”:这些化石证明,脊椎动物演化史上最关键的“颌的革命”,并非缓慢进行,而是在地质年代的“一瞬间”快速爆发和完成的。

找到了关键的“环节”:从“无颌”到“有颌”,从“笨重骨甲”到“灵活身体”,这些化石展现了演化过程的中间形态,完美填补了缺失环节。

将中国置于研究核心:这些世界级的化石宝库都在中国,使我国在“从鱼到人”这个国际前沿研究领域,占据了举足轻重的核心地位。

06 写在石头上的生命史诗

如今,朱敏院士已年过六十,但他最大的爱好,依然和四十多年前一样——去野外,找化石。对他而言,古生物学最迷人的地方,正是它的“不确定性”,你永远不知道下一块石头里,藏着怎样的生命惊喜。

从四亿多年前在海洋中初次“试炼”颌骨的“奇迹秀山鱼”,到后来登上陆地、演化出四肢的爬行动物祖先,再到哺乳动物,直至人类的出现——这是一条波澜壮阔的生命演化之链。

所以,每当你摸到自己灵巧的下巴,挥舞自己的双手,不妨想一想,这些让我们能吃饭、说话、创造的身体“法宝”,其最初的蓝图和实验,就起始于朱敏院士和同事们从中国岩石中发现的、那些古老而沉默的“鱼祖先”们。科学探索,就是这样将我们与地球最深远的历史,紧密相连。

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