我国硬骨鱼类研究新突破，填补“从鱼到人”演化空白

IT之家 3 月 5 日消息，近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队卢静、朱幼安研究员等在《自然》杂志以封面文章形式同期发表了两篇论文，报道了团队在硬骨鱼类起源研究领域取得的最新成果，填补了“从鱼到人”演化中的重大空白。

IT之家从文章获悉，朱敏团队通过十余年的野外和室内研究工作积累，找到并详细研究了全球已知最早的硬骨鱼类化石 —— 重庆始骨鱼（Eosteus chongqingensis），该化石头尾保存完整；团队还通过先进成像、计算机三维重建等技术详细研究了志留纪另一早期硬骨鱼类钝齿宏颌鱼（Megamastax amblyodus）的头部，揭示了空前的解剖学细节。

研究发现，两者均属于过去了解甚少的硬骨鱼类干群，代表了肉鳍鱼类和辐鳍鱼类这两大支系分开之前，最为原始的硬骨鱼类。因此，对它们的研究揭示了硬骨脊椎动物的祖先形态，即辐鳍鱼类（包括今日大多数鱼类）和肉鳍鱼类（人类和四足动物也属于该支系）的最近共同祖先形态，大大丰富了学界对有颌类早期辐射的了解，还揭开了困扰学界大半个世纪的微体化石“齿垫”归属谜题。

在枝叶繁茂的生命之树中，硬骨鱼类（亦称硬骨脊椎动物）是最为瞩目的一支，这是因为硬骨鱼类的两大支系辐鳍鱼类和肉鳍鱼类包括了现今世界 98% 的脊椎动物物种数。在水中，辐鳍鱼类征服了从八千米深海到季节干涸水塘的绝大多数地球水域，演化出三万多个物种，我们在菜市场、水族箱、钓鱼中遇到的绝大多数鱼类都属于辐鳍鱼类，它们也因此是多数人脑海中“鱼”的典型形象；而肉鳍鱼类虽然在水中已经式微，仅存两种空棘鱼和六种肺鱼，但肉鳍鱼类中的一支在泥盆纪登上陆地演化出四足动物，我们熟悉的大部分动物以及人类自身，今天也大约包括三万多个物种。可以说，整个硬骨鱼类构成了脊椎动物演化的主干。

然而，硬骨鱼类的起源长期以来一直模糊不清，这主要是由于辐鳍鱼类与肉鳍鱼类分异之前的原始硬骨鱼类，也就是硬骨鱼类干群这一演化树重要区位的信息缺失。辐鳍鱼类和肉鳍鱼类的最近共同祖先形态如何？它更接近肉鳍鱼还是辐鳍鱼？在肉鳍鱼和辐鳍鱼出现之前的硬骨鱼是否发生过辐射演化？最早的硬骨鱼是否已经拥有后来硬骨鱼的核心特征？这些问题无法通过研究现生物种或出现时代较晚的硬骨鱼类化石回答。过去由于在志留纪晚期和泥盆纪早期发现了一系列肉鳍鱼类化石，而最早的保存较好的辐鳍鱼类化石直到中泥盆世才出现，因此许多人推测，硬骨鱼类祖先类型更接近粗壮的肉鳍鱼类形态，而我们熟悉的流线型的辐鳍鱼形态是次生演化而来的。

在本次发现之前，最原始的硬骨鱼类信息主要来自零散的牙齿、鳞片和棘刺。在距离华南万里之遥的瑞典志留纪晚期地层中，曾发现过一些奇特的牙齿化石：它们像一顶小圆帽，一面凹，一面凸，凸起的那面上长着一排排长而尖锐的牙齿，有点像过去针线活用来插针的针垫，所以它们也被叫作“齿垫”（tooth cushion）。发现者推测这些牙齿属于硬骨鱼类的，然而，没有任何一种已知的硬骨鱼类的牙齿是长这样的。它们到底长在哪里，又是如何排列的，长期以来只能靠猜测。

▲ 钝齿宏颌鱼化石及高精度 CT 重建

▲ 始骨鱼化石及复原

自 20 世纪下半叶著名古鱼类学家张弥曼研究杨氏鱼以来，学界将目光聚焦在中国南方，希望在这里找到确凿无疑的硬骨鱼干群化石证据。1999 年，朱敏团队报道了云南曲靖下泥盆统中的斑鳞鱼；2007 年开始，朱敏团队又在云南曲靖更早的志留纪晚期（罗德洛世，距今约 4.23 亿年）的关底组地层中发现了大量有颌鱼类化石，其中包括硬骨鱼类梦幻鬼鱼。尽管杨氏鱼、斑鳞鱼、鬼鱼等重要化石均呈现了前所未见的原始特征，但它们仍然属于肉鳍鱼类，硬骨鱼干群的全貌仍然停留在猜想上。

在这项研究中，科研团队发现了约 4.36 亿年前的重庆始骨鱼化石，该化石是全球已知最早的完整硬骨鱼化石。另外，通过高精度 CT 与三维重建技术，团队还解析了在云南曲靖发现的志留纪晚期钝齿宏颌鱼的头部解剖细节。这两种古鱼均属硬骨鱼类干群。

▲ 早期有颌类形态演化，显示始骨鱼和宏颌鱼在硬骨鱼类干群位置

论文链接：

宏颌鱼：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10008-y

始骨鱼：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10125-2