3.6亿年前灭绝的鱼，有一部分变成了人类

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原标题：过去认为这个鱼类3.6亿年前已经灭绝，但我们的研究发现，它的一支变成了人类 | 朱敏 一席第734位讲者

朱敏，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。

我们说从鱼到人，这个生物演化的过程不是一蹴而就的，它历时长达5亿多年。

我们从水里来

大家好，我叫朱敏，来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，目前在北京工作。 我们是谁？从哪里来？要到哪里去？这是人类诘问自己两千多年的一个哲学问题，同样也是一个基础科学问题。 Science 杂志在创刊125周年的时候，提出了125个基础科学问题，其中有很多问题都跟这个有关，比如说：什么基因的改变造就了一个独特的人类？翼、鳍和面孔是如何发育演化的？等等。

这棵树从下往上看，是从原口动物到后口动物 （无脊椎动物） ，到脊椎动物，再到哺乳动物。

我们如果单看脊椎动物，又能看到这棵树最底部的无颌类，然后到原始的鱼类，又到两栖类、爬行类、鸟类、猿类，最后到我们人类。

面对这么一棵生命演化的树，我们古生物学家、生物学家在过去一百多年里所做的工作，就是把这棵树进一步细化。 这是远古鱼类的登陆之途。我们说从鱼到人，这个生物演化的过程不是一蹴而就的，它历时长达5亿多年。

地球上最原始的脊椎动物，其实是一个没有下巴的动物。它有 一个嘴巴，是一个圆口。这种动物我们叫它圆口纲，其实地球上现在已经不多了，只有一百二十几种生存下来。

▲ 无颌类——最原始的脊椎动物

具体来看，最原始的脊椎动物就是这两类，一类叫盲鳗，一类叫七鳃鳗。

▲ 盲鳗（左）和七鳃鳗（右）
这个鱼跟我们平时见到的鱼是完全不一样的，它的嘴巴就是

▲ 圆口类（七鳃鳗、盲鳗）的嘴

七鳃鳗，如果在座的有从东北过来的就知道，因为它有七个鳃孔，七鳃鳗在当地又叫做“八目鳗”。它是我们地球上最最低等的脊椎动物。

它的另外一个特点就是身上完全是光滑的，没有任何的鳞片。从化石记录上讲，它的骨骼实际上主要是软骨的组织，所以很难保存为化石。

▲ 盲鳗化石记录

基本上比如像盲鳗，化石记录就只有三个属，很少。七鳃鳗也只有六个属，非常非常地少。

▲ 七鳃鳗化石记录（梅氏鳗） 中国有一种七鳃鳗叫中生鳗。

▲ 中生鳗（上）和它的生命周期示意图（a. 幼体期；b. 变态期；c. 成体期）， Chang et al. (2006）
实际上还有一种无颌类脊椎动物大概在3.6亿年前完全灭绝掉了，叫做甲胄鱼类。

它没有出现下巴，仍然像七鳃鳗、盲鳗一样，嘴巴就是一个圆口样的，或者长条形的。但是它身上披盔戴甲，有了这些甲片，它就容易保存为化石。

甲胄鱼类的化石实际上对于我们理解颌，也就是我们人类的下巴怎么出现，是非常重要的。

因为它出现的时期更加靠近我们下巴起源的时间。我们的上颌，我们的下巴，实际上是从鱼类的鳃弓演化过来的。 大家可以看，鱼的面部是如何从鳃弓变成了上下颌的。

实际上有颌类跟无颌类，这两大类有很多不同的特征。有颌类，比如我们人类，比如我们平时见到的鱼，它的鼻囊跟垂体是分开的。

这个是非常重要的。 因为大家知道，垂体如果出了问题的话，就会出现比如巨人症、侏儒症等问题。

而无颌类的鼻垂体囊是没有分开的。日本科学家经过研究认为，鼻垂体囊的分开是颌出现的一个先决条件，这个需要到化石里去找证据。 实际上我们在中国找到了这样的一个化石的证据。

这是我们团队的工作，在英国的《自然》杂志发表之后，它的封面文章就说：是面部的变化，迎接颌的到来；一条无颌的鱼，却是为颌而设计的。

正是 因为很多身体结构的变化，才最终导致了颌的出现。

有颌脊椎动物的崛起： 下巴的出现

整体上来说，最低等的有颌类脊椎动物是什么呢？是一种盾皮鱼类。
这 个鱼类跟我们平时见到的鱼完全不一样，它的头部跟身体的前部都披了很重的盔甲。

▲ 恐鱼，也称邓氏鱼，盾皮鱼的一种（左右滑动查看）
在泥盆纪的海洋里，大概3.6亿年到4.1亿年期间，盾皮鱼类是当时海洋里的霸主。它长得非常之大，有的可以长到10米、11米长。

过去认为这个鱼类已经在3.6亿年前已经灭绝了。那么实际上它有没有灭绝呢？我们现在的研究发现，它并没有完全灭绝。
盾皮鱼类的一支变成了我们。这个实际上还得益于我们中国的化石的发现。
Science 的一个评述就说，在过去，盾皮鱼类被认为是一个已经灭绝的生物，而来自中国的发现正在改变这个认识。▲ 盾皮鱼并没有灭绝，其中的一支变成了人类， Long (2016) Science
这有点像过去我们讲恐龙已经灭绝了，但是现在发现，恐龙并没有完全灭绝，恐龙的一支实际上变成了鸟类。

过去的泥盆纪是一个鱼类的时代。在这个时代，最高等的这些脊椎动物都在海洋里。这时候有颌类的各主要门类也都已经出现了。

2008年，我们找到了一个下颌，这在当时已经是保留得最好的材料。
我们非常地幸运，在2009年找到了一条完整的鱼，我们将它命名为“梦幻鬼鱼”。应该说它是志留纪唯一完整保存的硬骨鱼，乃至有颌类的化石的证据。

所以它一下子把这两个大的类群的关系给连在了一起。 过去我们认为，软骨鱼类跟硬骨鱼纲的共同祖先类似已经灭绝的棘鱼类。比如说鲨鱼，它身上没有像我们平时吃的青草鲢鳙这些鱼 的大块的骨片。

也就是说这个软骨鱼类跟硬骨鱼类共同的祖先，应该是像全颌鱼。

软骨鱼类有一个特征丢失的过程，它的一些外骨骼逐渐地丢失。这实际上使得我们对过去演化框架的认识有了一个重新的修订。

肉鳍鱼的登陆： 四肢的出现

什么叫辐鳍鱼类？什么叫肉鳍鱼类？大家平时吃到的鱼，比如青草鲢鳙四大家鱼，基本上都是辐鳍鱼类。

辐鳍鱼类的特点就是：它的胸鳍和腹鳍中有很多块骨头。

肉鳍鱼类的鳍如果从外观来看，是肉乎乎的。但是如果看里面的骨骼结构，你就能看到，肉鳍鱼的一根骨头就对应我们的肱骨，或者大腿骨。

所以这就证明，我们是从肉鳍鱼类演化过来的。

那么什么是肉鳍鱼类？现生的肉鳍鱼类又是哪些呢？现在地球上能够真正称为肉鳍鱼类的、还活在水中的肉鳍鱼类，其实非常之少，只有两大类，一类我们就叫做肺鱼。 肺鱼现在只有三个属、六个种，包括来自于南美的肺鱼、非洲的肺鱼，还有澳大利亚的肺鱼，就这么三个属，都来自于南半球。

肺鱼顾名思义，它可以用肺呼吸。如果在非常干旱的环境 里，它就可以把自己包在一个茧里，然后通过肺呼吸度过干旱的季节。这是肺鱼的一个特点。

另外一类我们叫拉蒂迈鱼。

它的胸鳍和腹鳍非常像我们人类的前肢跟后肢。这个鱼实际上只有一个属、两个种。我们国家现有的拉蒂迈鱼 是当时科摩罗政府赠送给我们的现生的标本。

▲ “活化石”拉蒂迈鱼，1976年捕获，1982年赠送我国。

这是后来在印尼发现的另外一种拉蒂迈鱼。

所以现在地球上登陆的鱼类就这么多。 但是我很高兴地告诉大家，经过我们的研究，还有我们几代人不懈的努力，我们发现中国实际上是肉鳍鱼类的故乡，发现地主要是在云南的曲靖。

如果我们追溯人类的过去，追溯到4亿多年前，就一定会回到云南曲靖。

要知道，4亿多年前，我们中国的南方仍然处在赤道的附近，跟我们现在的位置是不太一样的。

这些都是在我们中国发现的。另外在四足动物这个支系里，几乎可以说 是最早期的这些分化，我们国家也有很多很多的化石发现。

云南曲靖当时是一个海湾的环境，肉鳍鱼类在那样的环境里一下子分化出来，然后再向全球扩散；扩散之后，最后才有这些鱼类的登陆。 因此可以说，如果没有云南曲靖，就没有我们中国南方肉鳍鱼类的早期演化事件，也就没有后来的鱼类的登陆，更没有最后人类的出现。 这是张弥曼院士的一个工作，她也是在云南曲靖发现了杨氏鱼跟奇异鱼。

我们回到最基础的问题——登陆。从水底到陆地，这是一个根本性的介质的变化。生物要登陆，就要适应这样的环境变化。

▲ 登陆：从肉鳍鱼到早期两栖动物

大家知道，我们在水里游泳，如果你不扑腾的话，你一般来讲是沉不下去的，因为水有浮力。但是到了陆地上，我们首先要克服重力的影响。

而 要克服重力，首先就是四肢的变化，起码要撑得住自己的身体。其次从水里到了空气里，还要有听觉的出现，声音要被放大，这就导致了身体结构的一系列变化。

另外还有一个变化就是：鱼类的肩胛骨跟头骨是连在一起的，演化成为人类之后，我们的肩胛骨跟头骨是分开的，这样我们就有了脖子。
登陆的时候，我们还要面临另外一个挑战，就是呼吸的问题。在水里，鱼类是通过鳃进行呼吸的，通过鳃来进行氧气的交换。到了陆地上，我们是通过肺来进行呼吸。 在这个变化的过程中，内鼻孔的出现是一个非常重要的前提。它形成了鼻腔和口腔之间的一个通道，有了这个内鼻孔，我们在睡觉的时候，在吃饭的时候，才能照常呼吸。 鱼类有两个外鼻孔，而我们人类有一个外鼻孔，一个内鼻孔。

这有两种解释，一种解释就是：鱼其中一个外鼻孔变成了内鼻孔。

但是这个假说有一个问题，就是内鼻孔是在颌弓的里面，外鼻孔是在颌弓的外面，所以它如何跨过颌弓就是一个问题。

另外一个解释就是：外鼻孔丢失 了一个，出现了一个内鼻孔。 这两种假说需要靠化石来印证。我们团队找到了一个叫做肯氏鱼的化石。这种鱼是比较原始的四足型动物。
▲ 肯氏鱼所处的演化阶段，介于原始鱼类和四足动物之间。
在它的演化阶段，前上颌骨跟上颌骨之间有一个豁口正好分开了，也就是内外鼻孔跨过颌弓的障碍就不存在了。
所以也就认为，我们人类的内鼻孔是从鱼类的后外鼻孔演化过来的。▲ 内鼻孔的“漂移” 演化示意图

这是我们2004年的一个工作，解决了内鼻孔的起源问题。

其实我们人类的唇裂、腭裂等很多面部发育的缺陷， 都是跟这种基因的丢失有关系，我们认为这跟我们的内鼻孔演化事件是密切相关的。

另外它可能有八个指头，我们人类的五指实际上是后来才稳定下来的。 鱼石螈类也有很多发现的故事。斯瓦尔巴德这个群岛，可能有的人熟悉，有的人不知道，但是告诉大家，我们现在建的北极站就在这里。

当时的北极考察，科学家和探险家们就是从这里出发，向北极进发的。 1897年，有三位瑞典探险家从斯瓦尔巴德群岛出发，乘热气球向北极飞去。但 是很不幸，那次考察这三个人去了就失踪了。 到了1898年，一个瑞典古生物学家，也是地质学家，诺瑟（A.G.Nathorst）组织了搜寻行动。最早还是在斯瓦尔巴德岛进行搜寻，后来搜寻无果，就到了另外一个地方，格陵兰岛。

格陵兰岛虽然地处北美，但是属于丹麦管辖。 他们在东海岸的地方发现了很多的化石材料，包括一些鱼类化石的材料，觉得很奇怪。

于是1926年到1927年就开始组织了新一轮的考察。 当时因为格陵兰岛是属于丹麦的，所以丹麦的地质学家科赫（Lauge Koch）就组织了这次考察，但是头两年并没有什么发现。

比如它的头已经有点像娃娃鱼了，它已经出现了一些附肢。这是当时的一个卡通画，叫四足鱼。

最早出现的这种泥盆纪四足动物主要还是生活在水中，它们只是偶尔能够登到陆地上，或者从水里冒出头来。

针对这个问题，我们的解释是：整个登陆的过程是有一些先决条件的，眼睛露出水面就是其中之一。 地球上生命的演化，最早登陆的是一些植物，接着是无脊椎的动物，然后才开始鱼类的登陆。

如果没有前面的这些铺垫，鱼类爬到陆地上，面对的就是一片荒芜，它根本没东西吃，那就没有登陆的必要。所以说，整个演化是一个环环相套的过程。

“我们从水里来”，我们人类从鱼演化过来，是一个漫长的过程，我们科学家会通过化石材料，找到这个演变过程的出处和证据。这是非常重要的。

因为它能够帮助理解： 我们人类的很多身体结构，比如我们的上颌、下颌，我们的牙齿，我们的肩胛骨，我们的腿骨究竟是怎么来的。

实际上，这对于我们怎么去理解我们的现在也是非常重要的。

我想，我们只有更好地去了解我们的过去，才能更加清晰地认识到我们是谁， 才能够更准确地预知我们的未来，知道我们会走到哪里去。 谢谢大家。