从鱼到人，是一个跨越了4亿多年的宏大故事。从最早拥有脊椎的鱼形祖先，到鱼类登上陆地、鳍演化成四肢，再到最终演化为两栖爬行类动物、哺乳动物和人类，一路上的每一步，都有化石记录作证。
2015年，在云南曲靖“古鱼王国”志留纪晚期地层中，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）的野外团队持续敲了好几个月化石。他们幸运地发现了一个完整的、保存状态像劈开的“剁椒鱼头”的钝齿宏颌鱼化石新标本。
7年后，野外团队在重庆秀山志留纪早期地层中，发现了重庆始骨鱼化石。重庆始骨鱼生活于4.36亿年前，标本却头尾完整地得以保存。
一条大鱼、一条小鱼，通过研究这两枚珍贵的古鱼化石，3月5日，中国科学院古脊椎所朱敏院士团队在国际期刊《自然》杂志发表两篇论文，报道了硬骨鱼类起源研究的最新成果。相关研究填补了“从鱼到人”演化历程中的空白，显示我国为早期脊椎动物演化的“东方摇篮”。
《自然》封面，始骨鱼（中）和宏颌鱼三维复原。制作/中国科学院古脊椎所拟石古生物可视化实验室硬骨鱼类起源长期以来迷雾重重
谈及脊椎动物的起源和早期关键演化节点，中国科学院院士、古脊椎所朱敏说，最早的脊椎动物没有上下颌。在奥陶纪（大约4.85亿年-4.43亿年前），演化史上一次重大的革新发生了——颌的出现，让动物能够主动捕食、撕咬和咀嚼，极大地扩展了食物范围。世界上有6万多种脊椎动物，其中99.8%是有颌类动物。
有颌鱼类包含四大类群，其中两类已经灭绝，剩余的两类，一类是以鲨鱼为代表的软骨鱼，一类是硬骨鱼。
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。古脊椎所供图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，包括从青蛙到恐龙再到猫狗，我们熟悉的大部分动物以及人类自身，今天也大约包括3万多个物种。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迷雾重重，核心难题在于，过去学界所知道的硬骨鱼化石大多是泥盆纪已经特化的辐鳍鱼与肉鳍鱼类，而这两大类群分异前的原始硬骨鱼类（硬骨鱼类干群）化石信息缺失，导致学界始终无法确知辐鳍鱼类和肉鳍鱼类的最近共同祖先形态。
始骨鱼化石。新京报记者 张璐 摄大鱼、小鱼两块化石揭秘“硬骨鱼”
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。
早在2012年，朱敏团队在云南曲靖志留纪晚期（罗德洛世，距今约4.23亿年）的地层中发现了零散的硬骨鱼类下颌，其中最大的接近20厘米，显示这种鱼的全长可达一米多，是志留纪最大的脊椎动物。这些下颌里长着一排小丘状的凸起，当时推测，这些圆钝的凸起是特化的牙齿，能够帮助这种鱼压碎硬壳的食物，因此将其命名为钝齿宏颌鱼。
时间来到2015年，团队在云南曲靖发现一块保存状态像劈开的“剁椒鱼头”的化石，正是钝齿宏颌鱼。宏颌鱼论文第一作者、古脊椎所研究员卢静说，虽然鱼头化石保留完整，但即使经过细致的清修，大量信息仍然深藏在化石的内部。由于化石本身较大、保存扁平，围岩致密、传统的CT成像技术难以有效解析其内部结构。
钝齿宏颌鱼化石及高精度CT重建。古脊椎所供图直到2019年，随着高分辨率CT成像与三维可视化技术的进一步发展，研究团队成功透视了鱼头化石精密如迷宫般的内部结构，通过数字化三维重建，让每一块骨片精准归位。研究人员详细解析了钝齿宏颌鱼的完整头部结构和牙齿形态。
重庆始骨鱼生活于4.36亿年前，全长仅3厘米，但头尾完整保存，比过去已知最早的硬骨鱼微体化石还要早。始骨鱼论文第一作者、古脊椎所研究员朱幼安说，这种小型古鱼兼具原始与进步特征。研究证明，早在志留纪早期，硬骨鱼类的基本身体外形和构型已经与后来的硬骨鱼类非常相似，硬骨鱼类的核心特征组合在当时就已基本形成，远比过去证据显示得更早。此外，重庆始骨鱼的流线形身体使其能够较快速地游动，而同期的其他鱼类多为底栖的扁平体形，这表明硬骨鱼在早期就演化出了独特的生态适应特征。
始骨鱼化石及复原。古脊椎所供图系统发育分析确定地将两种古鱼置于硬骨鱼类干群，代表了辐鳍鱼与肉鳍鱼分异前的原始类型。这两个原始硬骨鱼类的发现丰富了有颌类早期辐射演化的认知。
我国为早期脊椎动物演化的“东方摇篮”
“从鱼演化到人，历经4亿年，中间有无数关键节点。人的五官、牙齿等是怎么来的？要了解这些问题，就要回溯到原始鱼类的‘根儿’上。早期化石研究，对于生命科学非常重要，它们提供了一个研究框架。”朱敏说，但越往前追溯，化石越稀少、越难找到。
重庆始骨鱼是最古老、完整保存的硬骨鱼，钝齿宏颌鱼是志留纪硬骨鱼解剖学最丰富的一个类群。这两种原始硬骨鱼的发现，大大加深了学界对硬骨鱼类早期演化的认识。志留纪的两千万年中，硬骨鱼类已经非常多样化，演化出较大的体型，成为生态系统中的顶级掠食者，并分化出肉鳍鱼类和辐鳍鱼类，为它们后续成为地球上最繁盛的脊椎动物类群，以及“从鱼到人”奠定了基础。
此次，研究团队揭示了两种原始硬骨鱼类的形态及颌、牙齿、脑颅等重要特征。相关研究填补了“从鱼到人”演化历程中的空白，显示我国为早期脊椎动物演化的“东方摇篮”。
此次成果进一步证实，我国华南地区是硬骨鱼乃至整个有颌脊椎动物起源的“摇篮”。早在2009年云南曲靖志留纪鱼类发现伊始，国际研究者就预言该发现“将会掀起新一轮的在志留纪地层中的野外考察热潮”。然而，近二十年的时间过去了，中国仍然是世界上唯一发现大量保存完整的志留纪有颌鱼类化石的区域。未来，对我国独一无二的志留纪有颌脊椎动物的持续研究，将推动学界重新认识“从鱼到人”早期演化历程中的一系列关键飞跃。
朱敏说，要回答“我们从哪儿来”这一问题，化石是最重要的证据。“感谢这片土地，正好当时这些最重要的生物演化事件就发生在我国，我们也非常幸运的把化石找了出来，最后通过研究，为人类的知识体系添砖加瓦。”
新京报记者 张璐
编辑 张树婧 校对 李立军
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