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它从远古来:“麒麟鱼”揭秘人类颌骨来源之谜

作者:土木工程
出处:www.lunrr.com
时间:2020-01-29

作者:丁佳来源:科学网发布日期:2016/10/21 14:336041

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它来自古代:《麒麟鱼》揭示了人类下颚起源之谜

人们都需要吃东西。上颚和下颚的嘴是人类进食、呼吸和交流的重要器官。从鱼类到人类,这也是所有颚脊椎动物的共同特征。 人类上颌骨和下颌骨的结构并不复杂,但事实上,它们经历了一个曲折而复杂的进化过程才成为今天的样子。

然而,人类下巴的起源仍然是个谜 早在11年前,美国杂志《科学》就将“翅膀、鳍和脸如何发展和进化”确定为125个最具挑战性的科学问题之一。

《科学》年10月21日杂志报道了中国科学院脊椎动物古生物学和古人类学研究所研究员朱敏和瑞典乌普萨拉大学阿尔贝格联合团队的最新成果。科学家在4.23亿年前的一条小鱼中发现了一个新的秘密 这一最新的成就为面孔如何发展和演变的描述增添了强烈的感染力。

古鱼“王国”揭示

大约4.19亿至3.59亿年前的泥盆纪被称为“鱼时代” 当时,各种各样的鱼在地球水域的各个地方游动,覆盖着大骨板的盾形鱼是当之无愧的统治者。 其中最着名的是史前超级捕食者地牢鱼。 杜氏藻长达10米。它的上下颌骨装有锋利的刀片状骨板。它像水力剪切机一样有很强的咬合力,以各种大鱼为食。

然而,随着鱼类时代的结束,杜氏藻和其他珀耳帖鱼在泥盆纪末期突然灭绝 成为进化的“死胡同”,它们的生存空被更高级的硬骨鱼和软骨鱼分开。

多年来,古生物学家一直试图找出这些群体之间的进化关系,并进一步阐明人类祖先的世系,但他们只能试图通过零碎的材料来恢复这段历史 找到完整保存的古代鱼类是全世界古生物学家梦寐以求的“圣杯”。

中国南方从志留纪到泥盆纪是一个在赤道附近漂流的孤立大陆。云南位于非洲大陆的南部 云南曲靖晚志留世潇湘动物群是一个古老而保存完好的古鱼王国,种类繁多,形态奇特。 这给科学家们带来了新的希望。

奇怪的鱼“麒麟”

经过几年的不断发掘,潇湘动物群的多样性远远超出了朱民等人的最初预期。他们发现这个古老的鱼“王国”曾经很繁荣,它的主要成分是全颚盾形鱼。 “它们有硬骨鱼模型的上下颌骨,而身体的其余部分仍然像典型的珀耳帖,表明硬骨鱼是直接从珀耳帖进化而来的 朱民说,“这完全颠覆了传统对鱼类时代主要群体之间进化关系的理解。

随着挖掘的深入,朱民等人在潇湘动物群中发现了一种全新的全颌裸鱼长吻单齿裸鱼。 “独角兽鱼”的名字是一个双关语。它以发现它的曲靖市麒麟区命名。这也暗示着它与传说中的神兽麒麟(Kirin)相似,有龙头、鹿角、麋鹿身体和牛尾,具有多群合一的特点。

”麒麟鱼头有点像海豚,也有点像鲟鱼,前端有一个扁平的吻部,后面是隆起的“前额”,嘴和鼻孔位于腹部表面 它的身体有一个长盒子形状和平底。 朱民说,“在曲靖志留纪海湾,他们可能成群结队,慢慢游到水底,用鼻子翻起沉积物,寻找蠕虫和有机碎屑作为食物。” “

独角兽鱼不大,活着的时候大约有20厘米长,而且它的样子也不是很显眼。 然而,朱民等人在这条小鱼中发现了一条关键的进化线索

清除薄雾

典型的盾形鱼有三对简单的膜状颚,称为“原颚状态”,而硬骨鱼有两个系列复杂的膜状颚,称为“全颚状态” 先前的研究表明,人类的主要下颚可以追溯到整个下颚状态。 这两个州之间有很大的进化差距,据推测它们之间可能有太多的重组。

朱敏等人利用高精度的计算机断层扫描和计算机三维重建技术对麒麟鱼化石进行了详细的研究。 他们发现独角鱼有一个“不完整的全颚”,它的颚处于全颚鱼和其他更原始的盾状鱼之间的过渡状态。

”这意味着从最初的下巴到整个下巴的进化是一个渐进的过程,而不是像以前认为的那样进行巨大的重组。 朱民认为独角兽鱼为修复颚的早期进化提供了重要的证据

根据这一发现,他们提出了一种从原始颌状态到整个颌状态的新进化理论:盾状鱼的三个内颌部分的骨骼向外移位,在整个颌状态下变成三对外缘颌 因此,人类的下颚可以追溯到更老的祖先,原颚鱼类。

北美脊椎动物古生物学协会主席、澳大利亚弗林德斯大学教授约翰朗(John Lang)评论说,这一关键突破“清除了我们对脊椎动物颚进化理解的一个大盲点”。中国的一系列发现“正在改变人们对珀尔帖鱼已经灭绝的理解,珀尔帖鱼已经成为理解脊椎动物身体结构在很久以前是如何一步步进化的关键。”

越来越多的证据表明,盾形鱼类并非原始、笨拙和灭绝的进化“死胡同” 正是盾状鱼类为脊椎动物的进化描绘了蓝图。其中一种,全颚盾形鱼类,成为包括人类在内的硬骨脊椎动物的直接祖先,这些脊椎动物今天征服了地球的水域和陆地。

潇湘动物群是4亿多年前丢失的“古鱼王国”,它将继续为盾形鱼类甚至整个脊椎动物的早期进化史增加更多的碎片。

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