发现世界上最早的完整有颌鱼类化石之一 为牙齿早期演化提供了实证

脊椎动物“从鱼到人”演化史中颌与牙齿的早期演化有了新实证。6月21日，重庆市规划和自然资源局发布消息，研究人员发现了距今约4.23亿年前、保存完整有颌鱼类——袖珍边城鱼。这代表重庆是全世界第二处有完整全颌盾皮鱼类的地点。作为生命起源探索和发现领域的一个重大原创性科研成果，近日在国际权威学术期刊《当代生物学》(《Current Biology》)发布。这目前发现的世界上最早的完整有颌鱼类化石之一。

为牙齿早期演化提供了实证

现在地球上包括人类在内的99.8%的脊椎动物都具有颌，如果没有颌的出现，“从鱼到人”的脊椎动物演化之路将不复存在。有颌类在奥陶纪(距今4.85-4.44亿年前)即已出现，但保存完好的有颌类化石到泥盆纪(距今4.19-3.59亿年前)才在全球各地大量出现，这之间的志留纪(距今4.44-4.19亿年前)有颌类化石绝大部分均为零散的棘刺与鱼鳞。最早期有颌类化石资料的严重缺失曾使对有颌类起源和早期演化的探索长期停滞不前，谜团重重。

2019年9月，中科院古脊椎动物与古人类研究所(简称中科院古脊椎所)朱敏团队成员之一、重庆地研院博士后李强等在秀山县洪安镇附近踏勘志留纪含鱼地层时，于志留纪晚期的小溪组地层中意外发现了一块完整对半开的有颌鱼类化石，而这一地层过去还未报道过完整的有颌鱼类，从而让秀山发现的第一条有颌鱼类—袖珍边城鱼“浮出水面”，也使重庆跻身全球范围内极少数(迄今仅2处)发现完整志留纪有颌鱼类的地区之列。

论文报道的袖珍边城鱼化石长仅2厘米，活着时整条鱼可能也只有约4厘米长。虽然体型很小，但从颌骨和牙齿看，边城鱼可能是十分凶猛的袖珍掠食者，以生活环境内的其他小动物为食。

“这条全新的古鱼与现代有颌脊椎动物起源密切相关，为颌与牙齿的早期演化提供了新的重要实证。”朱敏介绍，秀山志留纪鱼类化石的发现是脊椎动物演化研究历史上新的一次重大突破，为有颌类早期演化研究提供了独一无二的重要实证资料，将填补“从鱼到人”演化谱系上的若干关键缺环。

边城鱼不仅有牙齿还有胸鳍

“从在云南曲靖发现后，近年来一直没有新的发现。”朱敏介绍，根据地质勘测重庆境内有志留系地质层，于是他带领团队与重庆市规资局开展的联合调查。最终在重庆秀山县境内含鱼地层跨越整个志留系，其中距今约4.3亿年前的早志留世地层(溶溪组)是我国目前地质时代最早的含有颌鱼类化石的地层，较云南曲靖晚志留世潇湘动物群的时代早至少1000万年。

研究团队发现，边城鱼的外骨骼骨甲模式和之前在曲靖潇湘动物群中发现的麒麟鱼接近，显示它与麒麟鱼、全颌鱼、志留鱼同属全颌盾皮鱼类。不过，研究表明，边城鱼的颌骨比全颌鱼和麒麟鱼更为原始，代表了现代鱼类颌骨及牙齿与原始的盾皮鱼类之间新发现的一个过渡状态，为包括人类在内的现代有颌类颌骨和牙齿的起源和演化提供了重要化石实证。

“边城鱼的胸鳍和腹鳍难得地完整保存了下来，这在早期鱼类化石中非常罕见。”朱敏解释，化石显示其偶鳍鳞片覆盖的肉质“柄”状部分非常发达，而鳍条部分则只有外侧狭窄的一圈，这与人们刻板印象中，常见鱼类的透明、折扇状鱼鳍十分不同，进一步证明多数原始鱼类的偶鳍都具有发达的肉质部分，而现代辐鳍鱼类，特别是鲫鱼、鲈鱼之类真骨鱼类的扇形透明鱼鳍(肉质部分极为退化，鳍几乎全由鳞质鳍条支撑)是非常特化的。

重庆古脊椎动物历史向前推进2亿年

据了解，重庆此前具有明确地点与层位记录的古脊椎动物化石是距今约2亿年前的早侏罗世爬行动物(恐龙、龟鳖类)和鱼化石等。秀山首次发现的分布范围广、时代跨度大、种类丰富、具有极高科研价值和开发利用潜力的志留纪鱼化石动物群，将重庆市古脊椎动物化石在原生地层中的分布历史向前推进了至少2亿年。

重庆市规划和自然资源局党组成员、副局长韩列松表示，下一步，他们将本次发现作为契机，深化与中科院古脊椎所、秀山县继续联合开展发掘、研究与保护、利用工作，将秀山县打造成“有颌鱼类的故乡”这一世界级的科学、文化名片，力争探索出一条“科学+文化+旅游”的乡村振兴新样板。

该研究由重庆市规划和自然资源局、中科院古脊椎所、曲靖师范学院合作完成，重庆地质矿产研究院博士后李强和中科院古脊椎所朱幼安副研究员为论文共同第一作者，中科院古脊椎所朱敏研究员和朱幼安副研究员为共同通讯作者。