哪些证据能证明人类是从鱼进化来的?
2025-08-07 21:42:57 世界杯冠军最多
奇迹秀山鱼三维复原(拟石科技制作)
蠕纹沈氏棘鱼三维复原(拟石科技制作)
灵动土家鱼正型标本照片(彭礼健摄)及解释性素描(史爱娟绘)
双列黔齿鱼三维复原(拟石科技制作)
新塑梵净山鱼三维复原(拟石科技制作)
9 月 29 日,《自然》杂志以封面文章形式同期发表中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队的 4 篇学术论文,集中报道了一批有关有颌类起源与最早期演化的研究成果,填补了全球志留纪早期有颌类化石记录的空白,首次为有颌类崛起与最早期辐射分化提供确切证据。
包括人类在内,地球上现存 99.8% 的脊椎动物都具有颌骨,统称为有颌脊椎动物或有颌类。
有颌类的出现与崛起是「从鱼到人」 的脊椎动物演化史上最关键的跃升之一,人类的很多重要器官与身体构型都可追溯到有颌类演化之初。
然而,有颌类直到志留纪晚期(4.25 亿年前)才出现较完善的化石记录,而分子钟推断的有颌类起源时间不晚于 4.5 亿年前的奥陶纪晚期,因此,有颌类的早期演化存在一段至少绵延三千万年、横跨整个志留纪的巨大空白。
古脊椎动物学巨擘阿尔弗雷德·罗美尔曾经将其称为「古生物学史上一个顽固存在的重大空白」。
由于这个空白的存在,尽管我们知道有颌类在志留纪已经存在,但对它们到底长什么模样,有多大,处于什么生态位,彼此之间如何演化等问题一无所知,甚至不能确定志留纪地层中发现的零星棘刺、鳞片是否属于有颌鱼类。
化石实证的缺失使得有颌类的起源与崛起(脊椎动物演化史中最关键的跃升之一)过去一直笼罩在重重迷雾之中,有颌类在其出现的前三千万年一直是一个「幽灵支系」。
近十年来,朱敏团队踏遍我国志留纪地层可能含鱼的二百多个地点,终于在华南志留纪早期地层中发现「重庆特异埋藏化石库」和「贵州石阡化石库」,发现大量特异埋藏保存的完整志留纪早期鱼类化石,找到了破解有颌类崛起与最初辐射分化之谜的钥匙。
科研团队野外科考照片
「贵州石阡化石库」时代为志留纪兰多维列世埃隆期最晚期,约 4.39 亿年前,含有数量多、保存好的有颌类微体化石,其中含有所有有颌脊椎动物中已知最古老的牙齿。
「重庆特异埋藏化石库」时代为志留纪兰多维列世特列奇期,约 4.36 亿年前,是目前世界上唯一保存志留纪早期完整有颌类化石的特异埋藏化石库,堪称「鱼类的黎明」。
这是继澄江生物群、热河生物群之后,又一个在我国发现的、为探索生命之树演化重要节点提供大量关键证据的世界级特异埋藏化石库,将完整有颌类的化石记录前推了 1100 万年,将若干人类身体结构的起源追溯到 4.36 亿年前的化石鱼类中。
重庆特异埋藏化石库中发现的古鱼化石不仅数量众多、种类齐全,而且保存十分完整、精美,我们得以一窥志留纪初期脊椎动物特别是有颌类的全貌。
《Nature》封面:中国志留纪早期(兰多维列世,约 4.4 亿年前)五种古鱼的三维复原(沈氏棘鱼, 梵净山鱼, 黔齿鱼, 土家鱼, 秀山鱼, 自上而下) (拟石科技制作)
「重庆特异埋藏化石库」和「贵州石阡化石库」的发现在古生物学史上第一次大规模展示了志留纪鱼群特别是有颌类的面貌,揭示了早期有颌类崛起的过程:
最迟到 4.4 亿年前,有颌类各大类群已经在华南地区欣欣向荣;到志留纪晚期,更多样、更大型的有颌类属种出现并开始扩散到全球,开启了鱼类登陆并最终演化成为人类的进程。
对「重庆特异埋藏化石库」和「贵州石阡化石库」的化石研究,将很多与人类相关的解剖学结构追溯到 4.4 亿年前的远古鱼类,填补了「从鱼到人」演化史上缺失的最初始环节,更新了对有颌类起源与崛起的传统认知,进一步夯实了「从鱼到人」的演化路径。
国际古脊椎动物学会前主席、澳大利亚弗林德斯( Flinders )大学约翰·朗( John Long )教授了解了团队的上述工作后,撰文称「这确实是令人惊叹、改变演化格局的化石发现,改写了有颌脊椎动物早期演化历史的几乎所有方面」。
可以预见, 「重庆特异埋藏化石库」和「贵州石阡化石库」未来还将继续为解开围绕有颌类起源的重重谜团做出持续贡献。
无巧不成书。
就在三个月前,中国科学院古鱼类科考团队,在四亿多年前古鱼化石当中——首次发现人类中耳最早是从鱼鳃演变而来的实物证据。
接连发现「从鱼到人」进化路径的证据,对研究人类进化有何帮助?
| 答主:瞻云 ( 1.8 千人 赞同了该回答)
相当于在人类演化之城上,又实锤了一匹砖的位置吧。
鳃演化来的组织器官很多,中耳仅仅只是其中之一。
鳃演化而来或有渊源的组织器官有:
下颌、颊部、嘴唇、舌头(及相关软组织和肌肉)、口腔前庭、耳管、中耳、咽喉(及相关软骨和肌肉)、三叉神经下颌支、部分面部迷走神经、舌咽神经、喉返神经等等、四肢(存疑)。
同时鳃动脉还与大动脉弓、肺动脉、锁骨下动脉、内外颈动脉的形成有关。而与内分泌有关的上皮小体、胸腺、鳃后体则是鳃囊发展而来。
也就是说,从人的上颌画一条线一直到中耳,然后一直往下到肺部,这个范围内绝大多数的组织和器官,都是来源于鳃。
那这些组织器官又是如何演化来的呢?
我们知道,鱼类是原索动物进化来的,而在原索动物身上便有鳃的雏形——鳃裂(咽鳃裂)。
5.3 亿年前,当我们的祖先还是皮卡虫。
生理结构接近文昌鱼,为了在水中呼吸,拥有几十上百个的鳃裂。
随着原始脊椎动物出现,大量鳃裂退化,剩下的鳃裂合并,进化成了鳃弓。
早期无颌鱼类,例如昆明鱼和海口鱼,可能多达 9 个鳃弓以上(原始鱼类鳃弓数各不相同)。
4.3 亿年,一部分鳃退化,鳃弓进化出了下颌、舌头,以及偶鳍(存疑)。
除了偶鳍的鳃弓起源为假说外,前二者基本实锤。如果偶鳍起源以后能被证明,那么就连人的四肢也是起源于鳃。其中,下颌、三叉神经下颌支源于第一鳃弓。
舌和相关的软骨、肌肉,以及神经源于第二鳃弓。
第一二鳃弓之外的为全鳃(也即有颌鱼类的鳃)。
初始全颌鱼
4 亿年前,鱼类分化出硬骨鱼和软骨鱼,鳃弓出现了不同的退化。
其中软骨鱼多数 7 个鳃弓,硬骨鱼 6 个鳃弓。
它们的第 5 对鳃弓退化,演化为咽喉齿(鱼类),还剩下四个全鳃。
梦幻鬼鱼
3.8 亿年前,肉鳍鱼出现,紧接着出现了四足类动物。
第 4 对鳃弓和第 6 对鳃弓的鳃退化,鳃弓则进化成了咽喉部位的软骨、肌肉,以及相关神经。
大名鼎鼎的喉返神经,便是第 6 鳃弓进化而来的。
虽然我们的肺和鳃没有直接的关系。
但正是因为鳃的让步和退化,我们才一步步进化出了下颌、舌头、咽喉,以及肺部。
而那些鳃没有退化的鱼类,依旧还是鱼类。
可以这么说,没有退化,便不存在进化。
登陆的提塔立克鱼
鳃弓进行上的残留,也让人类遭受一些莫名的病痛,例如下颌三叉神经痛,偏头痛也而可能和相关神经有关。包括打嗝在内,也可能是进化为两栖动物时产生的。
至于耳盲管之类的进化 BUG,出现发炎时,甚至可能危及生命。
虽然鳃对耳朵进化的贡献很大,但它主要也在于优化听觉(中耳三块听小骨——镫骨、砧骨和锤骨,具有传递和放大声音的作用),而对听觉的存在并没有起到决定性的作用。
因为鱼类已经有了原始的耳朵和基本的听觉。
这些决定了人类内耳的起源。
虽然不是颠覆性的成果,但科学研究是一砖一瓦搭建起来的,这样的研究还是很有意义的。
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来源:知乎日报
本期编辑: 罗红(微信号kxyyzzs-1,新闻爆料、转载授权请加微信)
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