云南曲靖，已有上百种古鱼类化石在这里现身；重庆秀山，绵延的大山里藏着一座“史前水族馆”……中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研团队常年在这两个区域“敲石头”，并且有了重大发现。来自4亿多年前的两块化石，填补了“从鱼到人”演化历程中的关键空白：重庆始骨鱼化石全长仅3厘米，保存完整，是目前已知最古老的硬骨鱼类化石；外形仿佛“剁椒鱼头”的钝齿宏颌鱼头骨化石，则是志留纪体型最大的脊椎动物所留下的化石。3月5日，《自然》杂志以封面文章形式发表了这两项成果。
钝齿宏颌鱼化石
头骨复原模型
展开剩余75%重庆始骨鱼化石
科研团队在显微镜下“雕琢”修复
意外发现
不起眼的路边石敲出大宝藏
两枚重要化石的发现过程，既是意料之外，也在情理之中。
云南曲靖因拥有丰富的古鱼类化石资源，被誉为“古鱼王国”。“当时山路难行，于是绕路走，没想到就绕出了惊喜。”中科院古脊椎所研究员朱幼安说，“宝藏”就出现在一片玉米田边，一块不起眼的石头里，他们敲出了钝齿宏颌鱼头骨化石。
重庆始骨鱼化石的发现地点则在重庆秀山的川河天路，这条有45个弯道的盘山路修建时产生了大量新断面和碎石，团队沿路而上开展野外考察，发现了多种全新的古鱼类，重庆始骨鱼就藏在其中。
朱幼安说，这个过程并不顺利，团队在川河天路“敲”了3年多，才终于发现了这枚最古老的硬骨鱼类化石。它保存得极为完整，从头至尾的结构都没有缺失，与另一条盾皮鱼一起保存在化石样本中，与身材扁平的盾皮鱼“趴”着的姿态不同，重庆始骨鱼“侧躺”在岩石中，体态差别明显。在显微镜下仔细分辨可以看出，重庆始骨鱼具有极为典型的硬骨鱼类特征。
艰难修复
尖细钢针一点点剔出“剁椒鱼头”
仔细观察钝齿宏颌鱼头骨化石，可以在化石边的围岩处，看到许许多多细密的网状交织痕迹，这是科研团队修复化石时留下的“针脚”。
刚刚获取到样本时，头骨“犹抱琵琶半遮面”，仅露出了下颌的前端。这枚大小与手掌相当的化石，在实验室里经历了大半年的清理过程。科研团队使用比缝衣针还要尖细的钢针，在显微镜下仔细雕琢，将周围的岩石一点点清除，让化石完整现身。它的厚度仅有1厘米左右，并没有保持完整的鱼头形态，而是与“剁椒鱼头”一样，下颌部分向两侧翻开，像是被外力“拍扁”。
“这是由于它死后并没有被立刻埋藏起来，在腐烂过程中被轻微的水流冲刷，下颌结构被冲开，于是形成平面状态。”朱幼安说，这是目前世界上已知三维保存最完整的硬骨鱼类头部化石。
古鱼在虚拟世界中“复活”了
“钝齿宏颌鱼脑颅内部特征都藏在化石内部，肉眼无法观察到，而这些内部结构，正是研究古鱼类最为关键的证据。”中科院古脊椎所研究员卢静说，起初团队使用平板CT扫描，但无法重构化石的三维结构，团队不断尝试新的参数条件，寻找新方法，这枚化石在重见天日10年后，颅内的细微结构终于被科研团队“看清”。跨越4亿余年的时光，钝齿宏颌鱼终于在虚拟世界中“复活”。
完整的头骨化石，还为科研团队复原钝齿宏颌鱼的生态位提供了重要线索。
“我们得以窥见这个古海洋中庞大、凶猛的捕食者是如何生存的。”朱幼安说，它嘴里小帽子形状的齿垫交错排列，密密麻麻的牙齿能紧紧抓住猎物。据此可以推测，与它同时期的小型鱼类，可能是它的食物来源之一。
不懈探寻
脊椎动物的演进关系人类从何而来
“脊椎动物的演化和起源，直接关系到人类从何而来。”中科院院士、中科院古脊椎所研究员朱敏说，硬骨鱼类是脊椎动物演化的主干，现存两大支系——辐鳍鱼类和肉鳍鱼类，辐鳍鱼类演化出3万多个物种，包括日常所见的绝大多数鱼类；肉鳍鱼类中的一支则在泥盆纪时期征服了陆地，演化出包括人类在内的所有四足动物。
重庆始骨鱼生活于约4.36亿年前，接近辐鳍鱼与肉鳍鱼的最近共同祖先，它拥有的臀鳍棘刺是软骨鱼的典型结构特征，而它的外形又与早期的辐鳍鱼类相近，兼具原始和未来的双重印记，是承上启下的关键一环。
时钟拨到约4.23亿年前，钝齿宏颌鱼出现。历经千万年的演化，它的体长已经接近1米。“从志留纪早期到志留纪晚期，地球大气的含氧量能够满足新陈代谢需要，鱼类的体型也就不断增大，在生态系统中的位置也就不断上升。”朱敏说。
不过，在“从鱼到人”的演化链条中，仍有大量缺失的环节等待填补。幸运的是，从志留纪早期到晚期的化石，在我国南方地区都有发现，种类非常多且门类齐全，还出现了很多从未被发现的新类群。
朱敏表示，这些化石证据无可争议地证明了，我国是硬骨鱼乃至有颌类的起源中心，可谓是早期脊椎动物演化的“东方摇篮”。
来源：北京晚报
记者：刘苏雅
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