朱敏研究員Science解析下巴從何而來

朱敏研究員Science解析下巴從何而來

2016年10月23日訊 我們的下巴從何而來？這個問題細思起來并不簡單，因為每個人的下巴都不一樣，在最新的一項報道中，來自中國和瑞典古生物學家將下巴的來源追溯到了滅絕的魚類下頜上，這掃除了科學界在脊椎動物頜演化認識上一個大的盲區(qū)。

這一研究成果公布在10月21日的Science雜志上，文章的通訊作者是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏研究員，和瑞典烏普薩拉大學Per E. Ahlberg。朱敏研究員是脊椎動物演化與人類起源重點實驗室主任，主要從事早期脊椎動物起源、演化及相關(guān)生物地層學、古動物地理學研究。

下巴是一個標志性的特征，不僅我們?nèi)祟愑?，而且所有的有頜脊椎動物都有，這也就是為何斯皮爾伯格要用“Jaws”作為他著名電影大白鯊的標題。

人類的頜骨可以比較清楚地一直追溯到我們的原始硬骨魚祖先中。三對主要的頜骨，包括前上頜骨（在人類中僅存孑遺）、上頜骨和齒骨位于口的邊緣，與面部其他骨骼緊鄰。在原始的硬骨魚中，這些邊緣頜骨內(nèi)側(cè)還有犁骨、翼骨、冠狀骨等一系列頜骨，它們曾經(jīng)具有咬合功能，但經(jīng)過長期演化在人類中已經(jīng)消失或退入鼻咽腔內(nèi)。我們將硬骨魚類這種較復雜的，由許多骨片組成的頜骨稱為“全頜狀態(tài)”。

2013年，朱敏研究組在Nature雜志上發(fā)文，報道了他們在中國云南省古老的志留紀地層中發(fā)現(xiàn)的一條保存完好的古魚，他們將其命名為初始全頜魚（Entelognathus primordialis）。這是全頜盾皮魚類的第一個成員初始全頜魚，而且由于其介于這兩大類群之間的“缺失環(huán)節(jié)”，它在古生物學上的重要意義，類似于始祖鳥、游走鯨和南方古猿等耳熟能詳?shù)摹斑^渡化石”。

由于過去沒有在硬骨魚類以外的大類群中發(fā)現(xiàn)過這種模式的頜骨，這個問題一直沒有確切答案。軟骨魚類的頜骨全部由軟骨構(gòu)成，沒有任何膜質(zhì)骨的加強；而像鄧氏魚那樣的典型盾皮魚類頜骨，稱為“原頜狀態(tài)”，雖然已經(jīng)有膜質(zhì)骨來源的前上腭片、后上腭片和下腭片三對骨板，但它們都位于口腔內(nèi)側(cè)，與面部其他骨骼并不相接。

初始全頜魚已經(jīng)確定無疑地證明，從盾皮魚類的一支演化出了硬骨魚類。那么，盾皮魚的三對頜部骨板與硬骨魚的頜骨是否也有演化上的聯(lián)系呢？按位置看，這三對骨板應(yīng)該相當于硬骨魚類的內(nèi)側(cè)頜骨，但后者的數(shù)量遠遠不止三對。所以之前提出的全頜起源理論認為，盾皮魚類的三對內(nèi)側(cè)頜部骨骼在盾皮魚到硬骨魚的演化過程中丟失了，全頜狀態(tài)中所有的頜骨，包括外側(cè)和內(nèi)側(cè)系列，都是重新演化而來的。

顯然，這一理論需要頜骨發(fā)生很大的改變和重組，而在多數(shù)情況下，演化更趨于修修補補式的保守漸進。相比之下，第二種可能的理論就更直截了當：盾皮魚類的三對內(nèi)側(cè)頜部骨骼向外移動，變成了全頜狀態(tài)中的外側(cè)三對邊緣頜骨，硬骨魚只是新演化出了內(nèi)側(cè)系列的頜骨。

全頜魚已經(jīng)演化出一套近乎完整的硬骨魚模式全頜狀態(tài)頜骨，而與其他盾皮魚類的頜骨完全不同，這就留下了一處明顯的演化缺環(huán)。要在上述理論中作出選擇，回答全頜狀態(tài)從何而來的問題，還需要一副比全頜魚更原始的頜。

在這篇文章中，朱敏研究組對麒麟魚的化石進行了高精度CT掃描，并仔細地將一塊塊骨骼在計算機中重建為三維模型。經(jīng)過反復對比研究他們發(fā)現(xiàn)，麒麟魚和全頜魚一樣，已經(jīng)具有上頜骨與前上頜骨組成的上頜。但是，麒麟魚還沒有演化出全頜魚和硬骨魚都有的、包覆著下頜底部的一系列骨片，它的下頜只有一塊簡單的下頜骨，這塊下頜骨還保存著明顯卷入口內(nèi)的部分，而不像全頜魚與后來的硬骨魚一樣，口內(nèi)部分只剩下一條窄的咬合面。麒麟魚的頜骨形態(tài)確實處于全頜魚和其他更原始盾皮魚類之間的狀態(tài)，它有一副“不完全的全頜”。

這副“不完全的全頜” 展現(xiàn)了頜早期演化的一個中間狀態(tài)：麒麟魚的頜已經(jīng)告別盾皮魚類的原始模式，進入新的演化階段，膜質(zhì)骨片開始向口外延伸，包覆并加固頜部，但還未達到全頜魚的完善程度。這進一步揭示了全頜模式的演化歷程，支持了上述第二種關(guān)于全頜模式如何演化的理論，建立起硬骨魚類的上頜骨、前上頜骨和齒骨與盾皮魚類的三對頜部骨板的同源關(guān)系。人類的頜骨不僅能追溯到硬骨魚類和全頜魚，更可以追溯到我們更古老的遠祖--原頜盾皮魚類中。

“我國科學家證實人類是從魚進化來的”登上熱搜，其中有著怎樣的演化過程？

“我國科學家證實人類是從魚進化來的”登上熱搜，其中有著怎樣的演化過程？針對生物進化論而言，專家也提出了許多人類的進化推理，而最令大家認同的一種推理便是人們是以古猿演變而成的，并且這種推理也出現(xiàn)在我們的教科書上，因此對于我們所有人，對自己是什么演變而來的時候，都是會不明就里的說成由古猿演變而成的。

近日還有專家確認，人們是以魚進化的，最先從魚到人演變需近5億年的發(fā)展，依次經(jīng)歷過最早頜 無類演變變?yōu)橛蓄M 類，然后走上陸上，變?yōu)閮蓷珓游锖筒溉轭悇游?，最后演變成人們這樣一個循序漸進的過程，而我們國家的專家科院朱敏教授領(lǐng)銜的研究團隊，經(jīng)過多年野外考察和研究，揭露了有頜 哺乳動物發(fā)源與初期演變的關(guān)鍵信息，進而在從魚到人探研研究方向獲得關(guān)鍵提升，并且之前也有觀點。便是世界上微生物，最開始也是從海洋里崛起的，因此人們包含陸地所有的動物也是從深海才到岸邊的，盡管我們大家都不可以接受自身是以魚變?yōu)槿?，因為這也要專家更多證據(jù)表明人是以魚進化而成。

中科院的科研人員看到了一種生活在4.4億光年前魚，這類鳥有上顎與下頜，稱之為有頜魚。專家在分析以后發(fā)現(xiàn)這類魚是絕大部分哺乳動物的老祖先，例如人們。實際如何進化是不為人知的，由于在這期間擁有很長的時間空缺。但在4.4億年前，有頜魚身長只不過是三厘米，之后也演變變成了那么多的種群，證明其十分可以融入環(huán)境變化，還有著很好的演變水平。

假如你針對人類的演化尤其有興趣，就可以直接翻閱對應(yīng)的材料，上面還有各種各樣有關(guān)人類祖先是誰的推理。以前大家一直認為人類祖先是人猿，但人猿就是從其他動物進化而成的，而且這個小動物估計就是有頜魚。這類魚擁有成雙的鼻子及其牙，也是有著許多的人體器官。這種人體器官估計就是以后演變的優(yōu)點，能將其它的種群給大比拼掉，最后成為了地球上的主宰。但生物進化所消耗時間是在特別長的，例如幾萬年、數(shù)千萬年。

人類祖先是一種４億年前的魚嗎？

中國科學家發(fā)現(xiàn)了被認為是最接近四足動物與肺魚類共同祖先的一種生活在４億年前的原始肉鰭鰭：ｑí。魚——張氏蝶柱魚。英國《自然》發(fā)表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏研究員與該所客座研究員、美國凱恩大學生物系于小波教授的最新研究進展。

化石記錄表明，包括人類在內(nèi)的陸生脊椎動物(即四足動物)是在３.６億年前從硬骨魚類中的肉鰭魚類分化而來。隨著生物演化的進程，肉鰭魚類的多樣性呈減少的趨勢。今天地球上存活的肉鰭魚類僅有五種，包括三種肺魚和兩種空棘魚。學術(shù)界長期爭論的一個問題是：四足動物與肺魚類的關(guān)系更近，還是與空棘魚類關(guān)系更近。而要真正理清四足動物與肉鰭魚類之間的演化格局，關(guān)鍵還是通過化石的新發(fā)現(xiàn)來不斷填補演化史中缺失的環(huán)節(jié)。

發(fā)現(xiàn)者朱敏、于小波將原始肉鰭魚命名為張氏蝶柱魚。屬名表示了原始肉鰭魚在頭顱蝶區(qū)兩側(cè)各有一個特殊的側(cè)柱，種本名則送給了他們的導師、中國肉鰭魚類研究的開拓者張彌曼院士。

據(jù)介紹，在關(guān)于肉鰭魚類演化關(guān)系的討論中，盡管大多數(shù)假說認為，在四足動物、肺魚和空棘魚中，前兩個類群有更密切的親緣關(guān)系，然而迄今迄（ｑì）：到。為止，還沒有發(fā)現(xiàn)一個原始肉鰭魚具有四足動物與肺魚共同祖先的特征組合。而蝶柱魚的發(fā)現(xiàn)則使科學家們有了一個最接近四足動物與肺魚共同祖先的化石實證，也為探討肉鰭魚類的早期演化歷史提供了新的重要證據(jù)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，蝶柱魚保留了一些屬于肉鰭魚類基干類型的特征，如眼柄構(gòu)造、頭顱蝶區(qū)的側(cè)柱等，同時它還具有一些四足形動物或肺魚形動物的進步特征。在細致的比較解剖學研究基礎(chǔ)上，朱敏和于小波對蝶柱魚的系統(tǒng)演化位置進行了探討，結(jié)果表明，蝶柱魚同四足動物及肺魚的共同祖先構(gòu)成姐妹群關(guān)系；蝶柱魚比空棘魚進步，但比肺魚和四足動物原始。蝶柱魚的發(fā)現(xiàn)實際上使肉鰭魚類基干類型與四足動物或肺魚基干類型之間的演化序列變得更連續(xù)，為解決肺魚形動物與四足形動物的起源問題，追索這兩個類群重要特征的出現(xiàn)序列提供了關(guān)鍵的資料。

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