在云南昭通的泥盆紀地層中，一塊僅25毫米長的微小頭骨化石，正改寫著早期肺魚演化的歷史。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏院士團隊聯(lián)合中外機構，在約4.1億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了名為“云南古嵴魚”的原始肺魚化石，為破解肺魚從原始肉鰭魚類向現(xiàn)代類群演化的關鍵環(huán)節(jié)提供了珍貴證據，相關成果近日發(fā)表于《當代生物學》。

填補“演化缺環(huán)”：從希望奇異魚到真肺魚的關鍵過渡

肺魚是現(xiàn)生魚類中與四足動物親緣關系最近的類群，其演化歷程充滿“適應性智慧”。1984年，中國科學家在云南曲靖發(fā)現(xiàn)的“希望奇異魚”是目前已知最古老、最原始的肺魚，但它與更進步的肺魚類之間存在明顯形態(tài)斷層，這一“演化缺環(huán)”長期困擾學界。

此次發(fā)現(xiàn)的云南古嵴魚，生存年代略晚于希望奇異魚（約4.16億年前），且處于肺魚快速輻射演化之前的關鍵時期。研究團隊借助高精度CT掃描與三維重建技術，揭示了其頭骨的過渡特征：腭方骨與腦顱呈部分融合狀態(tài)，正處于從原始肉鰭魚類“雙接型”向真肺魚類“自接型”頭骨演化的中間階段。系統(tǒng)發(fā)育分析證實，它位于真肺魚類演化樹的基部，完美填補了希望奇異魚與進步肺魚類之間的空白。

基于這一發(fā)現(xiàn)，科研團隊首次明確“真肺魚類”的清晰定義——特指除希望奇異魚外的所有肺魚類群，其關鍵鑒別特征包括自接型頭骨、發(fā)達的腦顱肌脊、缺失前上頜骨等，為肺魚演化研究建立了重要分類標準。

400萬年快速演化：牙齒與頭骨優(yōu)化開啟生存新局

研究顯示，從希望奇異魚到真肺魚類的分化僅用了約400萬年（4.16億-4.12億年前），證實早期肺魚曾經歷快速輻射演化。云南古嵴魚的特有結構揭示了這一演化的“動力密碼”：其鼻腔異常巨大（約占腭面長度1/3），腦顱兩側內收肌發(fā)達，提示擁有強大咬??；腭骨布滿小型錐形齒突，后部存在光滑區(qū)域，既保留原始特征（如上唇具牙齒），又具備北美進步肺魚的相似形態(tài)。

科研團隊推測，這種快速演化可能與肺魚演化出的牙齒特化、咬肌強化、頭骨結構優(yōu)化等適應性特征相關。這些結構使其成功開拓硬殼生物等新資源，在生態(tài)競爭中占據優(yōu)勢地位——云南古嵴魚可能以堅硬的甲殼類為食，這一食性轉變或為其后續(xù)輻射演化奠定了基礎。

古地理新線索：4.1億年前華南與北美或存“陸橋”

云南古嵴魚的發(fā)現(xiàn)還為重建早泥盆世全球古地理格局提供了關鍵生物證據。其形態(tài)與北美同期真肺魚（如頂嵴魚）高度相似，提示4.1億年前華南板塊與北美板塊可能存在陸地連接或近距離分布，為肺魚共同祖先的跨洋擴散提供了地理條件。這一推斷與同期其他魚類化石的分布規(guī)律相吻合，進一步支持了早泥盆世全球古地理格局的重建。

中國古生物學再添“硬核”成果

作為中國在早期肺魚研究領域的又一重大突破，云南古嵴魚的發(fā)現(xiàn)延續(xù)了中國在該領域的領先地位。從1984年“希望奇異魚”的發(fā)現(xiàn)，到如今“云南古嵴魚”填補演化缺環(huán)，中國科學家用近40年的時間，逐步拼湊出肺魚演化的關鍵拼圖。

這一研究由朱敏院士團隊聯(lián)合云南大學、澳大利亞弗林德斯大學等機構完成，得到國家自然科學基金等項目支持。未來，隨著更多關鍵化石的發(fā)現(xiàn)，早期肺魚演化的“神秘面紗”或將被進一步揭開，為理解脊椎動物從水生到陸生的演化提供更多啟示。