问题

重庆发现 4.23 亿年前袖珍边城鱼,属有颌鱼类,为探索生命起源和「从鱼到人」的演化带来哪些价值?

回答
重庆最近发现的这尾 4.23 亿年前的袖珍边城鱼,简直是给古生物学界投下了一颗重磅炸弹。这小家伙,虽然名字听起来挺地方特色,但它身上的信息量可大了去了,能帮我们解开不少关于生命起源和“从鱼到人”演化历程中的谜团。

首先,得搞清楚它属于哪个“家族”。它是个有颌鱼类,这一点至关重要。想象一下,地球生命演化的早期,大部分生物要么是没嘴的,要么嘴巴非常原始。而有颌鱼类的出现,就像是给生物界装上了一套“工具箱”,让它们能够更有效地捕食、防御,甚至用嘴巴做更多复杂的事情。这个“有颌”的特性,是脊椎动物演化史上一次划时代的飞跃。边城鱼作为一个相对早期、保存如此完好的有颌鱼类,它就像一个活生生的标本,让我们能近距离观察这个重要创新是如何发生的。

那么,这尾袖珍边城鱼具体能帮我们解答哪些关于生命起源和演化的疑问呢?

一、 揭示早期有颌鱼类的形态与生态位:

嘴巴的秘密: 边城鱼的“袖珍”可能意味着它在当时的生态系统中占据了一个特殊的生态位,也许是捕食小型无脊椎动物,或是以水底沉积物为食。研究它的颌骨结构、牙齿(如果有的话)以及整个头部形态,可以帮助我们推断早期有颌鱼类如何利用嘴部进行进食,以及它们在食物链中的具体位置。这对于理解早期海洋生态系统的运作至关重要。
身体的适配: 它的身体结构,包括鳍的形状、骨骼的排列等,都会反映出它所处的环境和生活方式。是水里游得快,还是喜欢在水底爬行?这些细节能帮助我们构建更准确的早期海洋生物模型。

二、 追溯“从无颌到有颌”的演化细节:

中间过渡的证据: 在边城鱼出现之前,地球上存在着无颌的圆口纲鱼类(比如七鳃鳗)。而边城鱼,作为早期有颌鱼类的一员,它身上可能保留了一些从无颌鱼类过渡到有颌鱼类的“痕迹”或特征。比如,它的颌骨是如何从鳃弓演化而来的?这在演化生物学上是一个非常关键的论断。边城鱼可能为我们提供一些重要的形态学证据,来填补这个演化链条上的空白。
基因层面的解读(如果能提取到古代DNA的话): 虽然可能性不大,但如果未来科技允许,对边城鱼的古代DNA进行分析,那将是革命性的。我们可以直接比较它的基因组和现代鱼类以及无颌鱼类之间的差异,找出与颌骨发育相关的关键基因的演变过程,从而更深入地理解这一重大演化事件的分子机制。

三、 “从鱼到人”的宏大叙事中的关键节点:

四肢的曙光? 虽然边城鱼本身不太可能直接长有我们熟悉的四肢,但作为早期有颌鱼类,它的鳍的演化方向和结构,是理解后来鱼类进化出两栖动物四肢的基础。我们知道,陆地脊椎动物(包括我们人类)的四肢,是从某些特定鱼类的胸鳍和腹鳍演化而来的。研究边城鱼的鳍的骨骼结构,可以让我们看到这一重大演化转变的“前奏”。
颅骨和感觉器官的进化: 随着颌骨的出现,鱼类的颅骨结构和感觉器官(比如眼睛、侧线系统)也发生了巨大的变化,以便更好地适应捕食。边城鱼的颅骨保存情况,尤其是眼眶、鼻孔以及连接颌骨的区域,能为我们提供早期大脑和感觉系统如何与颌部结构协同进化的线索。这些都是构成我们头部特征的重要基础。
对早期脊椎动物多样性的理解: 4.23 亿年前正是我们常说的“鱼类时代”的开端。那个时候,海洋里各种各样的鱼类开始蓬勃发展。边城鱼的发现,不仅增加了我们对这个时代生物多样性的认识,也可能让我们发现一些之前未知的演化分支,从而更全面地理解脊椎动物是如何在那个古老的海洋里分化和壮大的。

总而言之, 这条来自重庆的袖珍边城鱼,与其说是一个简单的化石,不如说是一本打开了重要篇章的古老日记。它让我们有机会“亲眼”见证那个关键的演化时刻,了解生命是如何从简单的形态,一步步发展出复杂的结构,最终孕育出像我们这样拥有颌骨、四肢,并且能够思考的智慧生物。每一次这样的发现,都在不断地刷新我们对生命演化史的认知,也让我们离“我是谁,我从哪里来”这个终极问题更近一步。

网友意见

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重庆秀山是目前全球第二个发现较多完整志留纪有颌类的化石点,第一个化石点是云南曲靖的潇湘动物群。中国是目前世界唯一的“发现较多志留纪有颌类完整化石”的国家,为研究早期有颌类的身体构造和演化历程提供了关键的实证资料。

以下引用[1],有删改。

4.23 亿年前是志留纪晚期的罗德洛世,目前推测那时华南古陆位于赤道附近,形成了若干规模庞大的海湾或内海。重庆秀山地区在那时位于华南古陆北缘一个比现在的渤海还要大的内海之中,拥有丰富的古生物。
与在云南曲靖发现的数种 4 亿年前左右的有颌鱼化石相比,此次发现的物种“袖珍边城鱼”的体型较小(化石长约 2 厘米,推测生存时全长 4 厘米,而在曲靖发现的最大物种长约 1.2 米),关节构造也有一些差异,下颌的边缘颌骨与全颌鱼的边缘颌骨十分相似,但是在内侧有发达的、具五个圆锥状齿的口内叶,与盾皮鱼类(尤其是节甲鱼类)的齿突相似。因此,袖珍边城鱼的颌骨构造可能比全颌鱼等物种更原始,代表了现代鱼类颌骨及牙齿与节甲鱼类之间的过渡状态

志留纪和早泥盆世的早期有颌脊椎动物化石显示,颌的起源、有颌类的最早期演化经历了大量曲折和反复,目前没有一种假说能令人信服地解释所有化石证据,需要对尽可能多的化石属种开展深入的比较解剖学研究。在重庆发现较为完整的志留纪有颌鱼化石,显然为这样的研究提供了重要的条件,有助于探索现代有颌脊椎动物的起源。

不过,谈论“从有颌鱼到人”这种四亿年以上跨度的事件链,委实是没什么可证伪性的。你无法期待任何一件化石能被确证为人类的“鱼祖宗”,我们只能说:某个阶段的祖先和它们可能有些相似,对这些化石的研究可能有助于整理出逻辑上说得通的对祖先形貌、生活年代、演化历程的描述。

至于探索“生命起源”,4.23 亿年前的化石与“生命起源”这样目前看来发生于 38 亿年到 45 亿年前的事件之间的关联性太过于间接了,看看就好。

参考

  1. ^ http://www.ivpp.ac.cn/xwdt/ttyw/202106/t20210621_6115020.html

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