人类祖先竟是鱼？化石提供重要证据

朱幼安

数量众多、保存完好的化石，让我们能够窥见有颌类动物崛起的过程

中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队发现的一批古鱼类化石揭示了有颌脊椎动物的崛起过程。相关科研论文在国际学术期刊《自然》发表，为“从鱼到人”演化史的早期历程提供更多关键证据。科研团队发现的古鱼有何特点？鱼类的演化是否会继续发生？我们的祖先，究竟是鱼还是猿猴？

脊椎动物是生命之树上一丛繁荣的枝桠。从半鱼半虫的最早鱼类，到无颌但身披盔甲的甲胄鱼类，到有颌但仍然披盔戴甲的盾皮鱼类，再到硬骨鱼和软骨鱼，鱼类一直是地球水域的“霸主”。鱼类的一支登上陆地，为自己开辟出新的生存空间，也为生物的演化史添上了浓墨重彩的一笔。

地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨，有颌类的出现与崛起是脊椎动物演化史上最关键的跃升之一。然而，这一跃升具体发生在何时、何地？根据基因等线索推测，有颌类最迟在4.5亿年前的奥陶纪晚期就已经出现，但最早的确切有颌类化石年代大约是4.25亿年前，这段近3000万年的化石记录空白使得我们很难了解颌及有颌类起源的具体过程。

在距今约4.4亿年的志留纪早期地层中，我们发现了两个世界级的特异埋藏化石库——“重庆特异埋藏化石库”“贵州石阡化石库”。

此次发现的五个古鱼类化石中，双列黔齿鱼和新塑梵净山鱼是在贵州石阡化石库发现的，时代为兰多维列世埃隆期最晚期，约4.39亿年前。这一化石库含有数量多、保存好的有颌类微体化石。

另外三个古鱼类化石——奇迹秀山鱼、沈氏棘鱼、灵动土家鱼来自重庆特异埋藏化石库，时代为兰多维列世特列奇期，约4.36亿年前。重庆特异埋藏化石库是目前世界上唯一保存志留纪早期完整有颌类化石的特异埋藏化石库，堪称“鱼类的黎明”。重庆特异埋藏化石库中发现的古鱼化石不仅数量众多、种类齐全，而且保存十分完整、精美，让我们得以一窥志留纪初期脊椎动物特别是有颌类的全貌。

可以预见，新发现的两个化石库，未来还将继续为解开围绕有颌类起源的重重谜团持续作出贡献。

知识点

此次发现的古鱼，与我们熟悉的现代鱼类是否一样？

现代大多数鱼类都属于硬骨鱼类中的辐鳍鱼类中的真骨鱼类。硬骨鱼类中与辐鳍鱼类并列的肉鳍鱼类则演化出了包括我们在内的所有陆地脊椎动物。此次发现的鱼类则分别属于早已灭绝的无颌甲胄鱼类、有颌的盾皮鱼类和非常早期的软骨鱼类，因此和现代鱼类差别很大。

人类并不是由现代的鱼类演化而來，只是我们和现代鱼类有共同的祖先，这个祖先长得更像鱼。

我们的祖先，究竟是鱼还是猿？

最初，媒体报道科研成果时，用了“我国科学家证实人从鱼演化而来”的标题。有人疑惑：我们不是由猿演化来的吗？难道我们的“祖先”变了？

实际上，“从鱼到人”和“从猿猴到人”并不矛盾。“从鱼到人”的演化并不是从鱼直接变成人，而是一个长达5亿多年的演化史。人类从猿演化而来，实际只是发生在几十万年的时间内，只是“从鱼到人”的漫长过程中的“临门一脚”。

在人类演化历程中的不同时代，我们有数不清的祖先。不同时代的祖先面貌各异，追溯到数十亿年前，我们的祖先是单细胞生物，所以，古代的猿和鱼都是我们的祖先。古代的一类鱼是我们比猿更早的祖先，也是包括猿在内所有脊椎动物的共同祖先。

水生到陆行，哪些器官发生着改变？

人们一般认为，人类用肺呼吸而鱼类用鳃呼吸。实际上，鱼类除了鳃还有很多呼吸器官，原始肺就是其中之一，很多鱼类如多鳍鱼、肺鱼都会利用原始肺直接呼吸，因为空气中含氧量比水中溶解氧多得多，因此这是更有效率的摄氧方式。在今天最常见的鱼类——真骨鱼类中，原始肺已经演化为基本不具呼吸功能，而是用来调节浮力的鱼鳔，因此很多真骨鱼类又演化出新的呼吸空气的器官，如迷鳃类的鳃上器，泥鳅的肠道等。古代鱼类还保持着有呼吸功能的原始肺，因此鱼类登陆过程只是用不上鳃了，肺则是现成的。

呼吸器官的演化为鱼类登陆提供了便利，而有颌类的颌骨本身也大有用途。颌骨包含上颌与下巴，有下巴就意味着有一张可以自由活动的嘴，对于脊椎动物从水里到陆地生活时摄取食物至关重要。组成颌的骨骼还为呼吸和听觉的演化提供了重要的“原材料”。

牙齿对于古鱼类演化过程同样重要。双列黔齿鱼有目前发现的最古老的脊椎动物牙齿，长度仅2.5毫米。此次发现将牙齿最早的化石证据向前推进了1400万年。

此次发现的古鱼类化石，还有助于探寻脖子的起源。绝大多数的有颌类都有可以活动的脖子关节，无颌类则没有。奇迹秀山鱼作为有颌类的最初形态，处于演化的中间状态。它的头甲中间有一道横向的裂隙，使得头能在呼吸和摄食时抬起和落下，这是更先进的颈关节的雏形。人的头与颈部相连的枕骨就是由奇迹秀山鱼头顶这道裂隙前的骨片演化而来的。

有颌类起源除了出现颌之外，还伴随着身体构造的重组。成对鼻孔，牙齿、舌头、脖子、四肢/偶鳍等新的器官的出现，为它们提供了更大的演化潜力。

鱼类为何要登陆？演化是否会继续发生？

鱼类并不会真的主动、有意识地登陆。在泥盆纪之前，陆地生态系统几乎不存在，泥盆纪时大地已经披上绿装，节肢动物已经适应陆地生活，因此有新的环境和食物，同时还有生活在水陆之交的鱼类——四足形类肉鳍鱼，因此鱼类登陆的发生是非常自然的过程。

所有现生生命都在发生演化，只是很难在短短几十年、上百年甚至上千年内感知到而已。鱼类登陆在整个生命演化史上只发生过一次，这主要是因为陆地生态位和水陆之交较大型动物的生态位（如青蛙、水獭、鳄鱼等）已经被陆地脊椎动物或四足动物牢牢占据住，鱼类无法通过水陆之交这一关。相反水陆之交的四足动物很容易重返海洋，如海龟、鲸鱼、蛇颈龙等。未来，如果发生大灾变事件，陆地和水陆之交的四足动物都灭绝了，水中的鱼类几乎必然会再次登陆。

作者单位 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所