每日速遞：魚類為何突然興起

進化雜談

志留紀早期蘭多維列世重慶生物群生態復原圖。（圖片來源：中科院古脊椎動物與古人類研究所）

【資料圖】

自從寒武紀早期誕生了原始的無頜魚類昆明魚家族外，整個寒武紀再無有關魚型動物的報道，就連奧陶紀魚形動物化石發現也是寥寥無幾，僅是零碎化石而已。究其原因，可能是寒武紀和奧陶紀乃是無脊椎動物的天下。其中，寒武紀的奇蝦、奧陶紀的直角石，都是赫赫有名的巨無霸，各類無脊椎動物，像軟體動物、節肢動物、筆石動物、腕足動物、刺胞動物等競相演化。

然而到了志留紀，海洋生物面貌卻發生顯著變化，魚類突然興起，成為海洋中最為耀眼的明星動物。這到底發生了什么？魚類為何能夠乘勢崛起？

遍布各地，“披盔戴甲”風靡海洋

傳統的研究認為，志留紀魚類主要是無頜魚類風靡海洋，各類“披盔戴甲”的甲胄魚類遍及世界各地海區，輻射演化出了300多種異甲魚類，200多種骨甲魚類和近100種盔甲魚類。這些“披盔戴甲”的魚類體形大小不一，小的體長幾厘米，大的幾十厘米，并且外表形態差異也很大。

其中，異甲魚類身體呈紡錘形，口周圍有扇形排列的口片，或許可以用來刮取食物。而骨甲魚類，頭甲呈馬蹄形，有成對胸鰭，頭甲上具有特殊的側區，可用于容納如感覺等多個器官。

甲胄魚類的生活方式多種多樣，多數種類在海底營底棲生活，靠濾食海底有機物為生。有的種類如杯甲魚類，雖有厚鱗片但缺少鰭，只有倒歪尾。較進步的鰭甲魚類，游泳能力強，且能在水層表面取食。

那么，有頜類只是在志留紀末才初露鋒芒嗎？

種類齊全，最古老的牙齒證據前推1400萬年

科學界長期以來缺乏古生物學證據，有頜類的早期演化存在一段至少3000萬年的巨大空白。

近期，中國科學院古脊椎運動與古人類研究所朱敏院士團隊，在重慶、貴州兩地化石庫的發現填補了這一空白，首次為有頜脊椎動物的崛起與最早期輻射分化提供了確切證據，并據此取得一系列新發現，刷新了對有頜類早期演化歷史的傳統認知。

其中，“重慶特異埋藏化石庫”時代為早志留世蘭多維列世特列奇期，距今約4.36億年前，是目前世界上唯一保存志留紀早期完整有頜類化石的特異埋藏化石庫，該化石庫發現的古魚化石不僅數量眾多、種類齊全，而且保存十分完整、精美，但魚的個體通常都非常小，多為全長3-4厘米。有趣的是，封存在粉砂巖內的魚類化石大部分都還保存著背上腹下的生活姿態，有的魚軀體扭曲，仿佛還在做最后的掙扎。這使我們得以一窺志留紀初期有頜魚類的全貌，被稱為“有頜魚類的黎明”。

“貴州石阡化石庫”時代為早志留世蘭多維列世埃隆期最晚期，距今約4.39億年前，含有數量多、保存好的有頜類微體化石。比如，雙列黔齒魚的齒旋代表最古老的有頜類牙齒，將牙齒最早化石證據往前推了1400萬年。而新塑梵凈山魚棘刺的發現，表明那時的原始軟骨魚類已經演化出典型的柵棘魚形態，同時具有硬骨魚類的組織學特征。

強勢崛起，獲得進化上的主動權

顯然，志留紀是一個無頜類與有頜類競相演化的時代，無愧于魚類時代的美稱。尤其是到了泥盆紀的魚類時代，更加精彩紛呈。

一方面，泥盆紀無頜類和有頜類都還處在繁盛階段。特別是有頜類，強勢崛起，竟然演化出像鄧氏魚這樣的泥盆紀巨無霸。

另一方面，無頜類在與有頜類的競爭中，甲胄魚類相形見絀。無頜類后裔演化至今，也只是海洋中極為小眾的一個群體。而有頜類依靠先進的上下頜，能夠主動捕食，因而獲得了進化上的主動權，迅速演化出棘魚類、軟骨魚類和硬骨魚類。其中，硬骨魚類中的肉鰭魚類，開創了陸地脊椎動物演化的壯闊場景。

志留紀有頜類的出現與崛起，是“從魚到人”的脊椎動物演化史上最關鍵的躍升之一，人類的很多重要器官與身體構型都可追溯到有頜類演化之初。

因此，當今地球，包括人類在內的現存99.8%的有頜類脊椎動物都是4億多年前魚類演化的結果。我們人類所以能嘰嘰喳喳說個不停，狼吞虎咽享受各種美食，盡情呼吸新鮮的空氣，都要深深地感恩遠古時代海洋中有一群魚類在奮力搏擊海洋的同時，努力演化出了令今日人類倍感自豪的頜骨。

（作者系中國科學院南京地質古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽館長）

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