我國硬骨魚類研究新突破，填補“從魚到人”演化空白

IT之家 3 月 5 日消息，近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士團隊盧靜、朱幼安研究員等在《自然》雜志以封面文章形式同期發表了兩篇論文，報道了團隊在硬骨魚類起源研究領域取得的最新成果，填補了“從魚到人”演化中的重大空白。

IT之家從文章獲悉，朱敏團隊通過十余年的野外和室內研究工作積累，找到并詳細研究了全球已知最早的硬骨魚類化石 —— 重慶始骨魚（Eosteus chongqingensis），該化石頭尾保存完整；團隊還通過先進成像、計算機三維重建等技術詳細研究了志留紀另一早期硬骨魚類鈍齒宏頜魚（Megamastax amblyodus）的頭部，揭示了空前的解剖學細節。

研究發現，兩者均屬于過去了解甚少的硬骨魚類干群，代表了肉鰭魚類和輻鰭魚類這兩大支系分開之前，最為原始的硬骨魚類。因此，對它們的研究揭示了硬骨脊椎動物的祖先形態，即輻鰭魚類（包括今日大多數魚類）和肉鰭魚類（人類和四足動物也屬于該支系）的最近共同祖先形態，大大豐富了學界對有頜類早期輻射的了解，還揭開了困擾學界大半個世紀的微體化石“齒墊”歸屬謎題。

在枝葉繁茂的生命之樹中，硬骨魚類（亦稱硬骨脊椎動物）是最為矚目的一支，這是因為硬骨魚類的兩大支系輻鰭魚類和肉鰭魚類包括了現今世界 98% 的脊椎動物物種數。在水中，輻鰭魚類征服了從八千米深海到季節干涸水塘的絕大多數地球水域，演化出三萬多個物種，我們在菜市場、水族箱、釣魚中遇到的絕大多數魚類都屬于輻鰭魚類，它們也因此是多數人腦海中“魚”的典型形象；而肉鰭魚類雖然在水中已經式微，僅存兩種空棘魚和六種肺魚，但肉鰭魚類中的一支在泥盆紀登上陸地演化出四足動物，我們熟悉的大部分動物以及人類自身，今天也大約包括三萬多個物種。可以說，整個硬骨魚類構成了脊椎動物演化的主干。

然而，硬骨魚類的起源長期以來一直模糊不清，這主要是由于輻鰭魚類與肉鰭魚類分異之前的原始硬骨魚類，也就是硬骨魚類干群這一演化樹重要區位的信息缺失。輻鰭魚類和肉鰭魚類的最近共同祖先形態如何？它更接近肉鰭魚還是輻鰭魚？在肉鰭魚和輻鰭魚出現之前的硬骨魚是否發生過輻射演化？最早的硬骨魚是否已經擁有后來硬骨魚的核心特征？這些問題無法通過研究現生物種或出現時代較晚的硬骨魚類化石回答。過去由于在志留紀晚期和泥盆紀早期發現了一系列肉鰭魚類化石，而最早的保存較好的輻鰭魚類化石直到中泥盆世才出現，因此許多人推測，硬骨魚類祖先類型更接近粗壯的肉鰭魚類形態，而我們熟悉的流線型的輻鰭魚形態是次生演化而來的。

在本次發現之前，最原始的硬骨魚類信息主要來自零散的牙齒、鱗片和棘刺。在距離華南萬里之遙的瑞典志留紀晚期地層中，曾發現過一些奇特的牙齒化石：它們像一頂小圓帽，一面凹，一面凸，凸起的那面上長著一排排長而尖銳的牙齒，有點像過去針線活用來插針的針墊，所以它們也被叫作“齒墊”（tooth cushion）。發現者推測這些牙齒屬于硬骨魚類的，然而，沒有任何一種已知的硬骨魚類的牙齒是長這樣的。它們到底長在哪里，又是如何排列的，長期以來只能靠猜測。

▲ 鈍齒宏頜魚化石及高精度 CT 重建

▲ 始骨魚化石及復原

自 20 世紀下半葉著名古魚類學家張彌曼研究楊氏魚以來，學界將目光聚焦在中國南方，希望在這里找到確鑿無疑的硬骨魚干群化石證據。1999 年，朱敏團隊報道了云南曲靖下泥盆統中的斑鱗魚；2007 年開始，朱敏團隊又在云南曲靖更早的志留紀晚期（羅德洛世，距今約 4.23 億年）的關底組地層中發現了大量有頜魚類化石，其中包括硬骨魚類夢幻鬼魚。盡管楊氏魚、斑鱗魚、鬼魚等重要化石均呈現了前所未見的原始特征，但它們仍然屬于肉鰭魚類，硬骨魚干群的全貌仍然停留在猜想上。

在這項研究中，科研團隊發現了約 4.36 億年前的重慶始骨魚化石，該化石是全球已知最早的完整硬骨魚化石。另外，通過高精度 CT 與三維重建技術，團隊還解析了在云南曲靖發現的志留紀晚期鈍齒宏頜魚的頭部解剖細節。這兩種古魚均屬硬骨魚類干群。

▲ 早期有頜類形態演化，顯示始骨魚和宏頜魚在硬骨魚類干群位置

論文鏈接：

宏頜魚：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10008-y

始骨魚：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10125-2