從演化的角度來看,人類屬于硬骨魚綱的一員,人類的顏面部骨骼,例如構成我們上頜的上頜骨,和構成我們下巴的下頜骨(亦稱齒骨),在早期硬骨魚那里都可以找到原型。然而,硬骨魚的這些骨骼,尤其是上、下頜骨又是如何起源的,古生物學家一直沒有找到確切的證據。
2010年,朱敏等在云南曲靖古老的志留紀地層中發現了一件保存完好的、兼有盾皮魚身體特征以及硬骨魚頜部特征的古魚化石。經研究,他們將其命名為“初始全頜魚”。該發現填補了演化“缺失的一環”,揭開了頜骨起源的奧秘。由于全頜魚是人類顏面部骨骼在演化史舞臺上的首次同時登場,因此科學家又通俗地將這一發現稱為“古魚新臉”。
長著上下巴,也就是頜的脊椎動物叫做有頜類,有頜類分為四大類群:盾皮魚類、棘魚類、軟骨魚類和硬骨魚類。盾皮魚、棘魚和軟骨魚的頜主要都由軟骨構成。只有硬骨魚在口的邊緣長著一系列硬骨質的頜骨,組成了一個復雜的“新頜”,被認為是人類頜骨的原型。
全頜魚生活在距今4.2億年前岡瓦納大陸北緣的近岸淺海中,活著的時候體長約20多厘米。它既具有盾皮魚類典型的由大塊骨片重疊而成的“盔甲”,又具有以前認為硬骨魚類才有的,長在嘴巴邊緣的硬質頜骨。換句話說,它在盾皮魚的身體上長了一張硬骨魚的嘴。這種奇特的特征組合在硬骨魚類和盾皮魚類之間架起了一道中間橋梁。據此推斷,硬骨魚類應該是由盾皮魚類中的一支直接演化而來,而并沒有像以前認為的那樣,曾經歷過棘魚的階段。
英國牛津大學馬特·弗里德曼和倫敦帝國學院馬丁·布雷澤博士以“令人瞠目結舌的化石魚”為題撰寫評論稱,“我們一直以為有頜脊椎動物的祖先像現代的鯊魚,但新的化石將完全顛覆這種觀點”。他們認為這一發現為盾皮魚類和硬骨魚類之間的密切親緣關系提供了有說服力的證據,從而改變了我們對于早期有頜類演化的認識。
古脊椎動物協會副主席約翰·朗教授撰文稱:“對古生物學家來說,找到這條魚就像物理學家找到了希格斯玻色子(上帝粒子),它極大地沖擊了我們對早期脊椎動物演化的理解……這可說是自始祖鳥(第一塊在恐龍和鳥類間架起橋梁的化石)以來,最激動人心的化石發現之一。”
圖1 初始全頜魚(Entelognathus primordialis)化石,a前側視,b側視,c前腹視,d背視,c 復原圖。(朱敏供圖)
圖2 初始全頜魚(Entelognathus primordialis)生態復原圖(Brian Choo 供圖)
圖3 全頜魚的發現改變了脊椎動物演化樹(Brian Choo 供圖)