作為面孔的重要組成部分,人類(lèi)的頜骨如何進(jìn)化而來(lái)?在中國云南發(fā)掘的一種古魚(yú)化石提供了最新答案:人類(lèi)的頜骨可以追溯到4億年前一種“披盔戴甲”的史前原始魚(yú)類(lèi)。
這項由中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所朱敏團隊與瑞典烏普薩拉大學(xué)佩爾·阿爾貝里團隊合作開(kāi)展的研究發(fā)表在最新一期美國《科學(xué)》雜志上,被認為“掃除了我們在脊椎動(dòng)物頜演化認識上一個(gè)大的盲區”。
人的頜骨位于口的邊緣,其構造似乎并不復雜。但實(shí)際上,它們經(jīng)過(guò)了曲折復雜的演化歷程,才最終變成今天的樣子。頜骨最早由體內的軟骨組成,但在漫長(cháng)的演化歷程中,一系列來(lái)自體表的骨片(膜質(zhì)骨)加入進(jìn)來(lái),最終取代了軟骨來(lái)源的原始頜骨。
盾皮魚(yú)類(lèi)因身披笨重盔甲而得名,是泥盆紀,即“魚(yú)類(lèi)時(shí)代”(大約4.19億年至3.59億年前)海洋、河流與湖泊的統治者。頜最早就出現在盾皮魚(yú)類(lèi)中,這成為脊椎動(dòng)物早期演化史上的重大轉折。典型的盾皮魚(yú)類(lèi)有3對簡(jiǎn)單的膜質(zhì)頜骨,都位于口腔內側,與面部其他骨骼并不相接,稱(chēng)為“原頜狀態(tài)”。
朱敏對新華社記者說(shuō),傳統上認為,盾皮魚(yú)的簡(jiǎn)單膜質(zhì)頜骨與包括人類(lèi)在內的硬骨脊椎動(dòng)物的被稱(chēng)為“全頜狀態(tài)”的復雜膜質(zhì)頜骨是不同源的,但這一認識因他們2013年報告的在云南曲靖發(fā)現的全頜盾皮魚(yú)而徹底改變。
云南曲靖有著(zhù)“失落的古魚(yú)王國”之稱(chēng),這里保存著(zhù)多種奇怪的原始魚(yú)類(lèi)化石。在曲靖發(fā)現的全頜盾皮魚(yú)身體保持著(zhù)典型盾皮魚(yú)的樣子,卻長(cháng)著(zhù)硬骨魚(yú)類(lèi)的上下頜,明確顯示出硬骨魚(yú)類(lèi)由盾皮魚(yú)類(lèi)直接演化而來(lái)。人類(lèi)是后來(lái)登上陸地的硬骨魚(yú)類(lèi)的后代,人類(lèi)的頜骨也因此向前追溯到了全頜盾皮魚(yú)。
但全頜盾皮魚(yú)的頜骨又從哪里來(lái)?朱敏說(shuō),此前的化石證據不支持它們與更原始的盾皮魚(yú)的膜質(zhì)頜骨有演化上的聯(lián)系,全頜與原頜兩者之間存在著(zhù)“巨大的形態(tài)鴻溝”,有人推測其間可能產(chǎn)生過(guò)大重組。
現在,他們報告在曲靖市麒麟區發(fā)現了4.23億年前的一種全頜盾皮魚(yú)——長(cháng)吻麒麟魚(yú)。這種小魚(yú)長(cháng)約20厘米,具有海豚那樣前伸的吻突和隆起的“額頭”,口和鼻孔都位于腹面,大半個(gè)軀體包覆著(zhù)箱形的骨甲。
高精度CT?huà)呙韬陀嬎銠C三維重建技術(shù)分析顯示,麒麟魚(yú)具有一副“不完全的全頜”,其頜骨處于全頜魚(yú)和其他更原始盾皮魚(yú)類(lèi)之間的過(guò)渡狀態(tài)。這表明,全頜是原頜漸進(jìn)演化而來(lái)的,而非像過(guò)去認為的那樣經(jīng)過(guò)大重組。
根據這一發(fā)現,研究人員提出了從原頜到全頜的演化新理論:盾皮魚(yú)類(lèi)的3對內側頜部骨骼向外位移,變成了全頜狀態(tài)中的3對外側邊緣頜骨。“由此,我們人類(lèi)的頜骨可以向前一直追溯到最原始的盾皮魚(yú)類(lèi),”朱敏說(shuō)。
《科學(xué)》雜志同期配發(fā)北美古脊椎動(dòng)物學(xué)協(xié)會(huì )主席、澳大利亞弗林德斯大學(xué)約翰·朗題為《頜之初》的評論文章說(shuō):“長(cháng)期以來(lái),盾皮魚(yú)類(lèi)不大受演化生物學(xué)家重視,然而來(lái)自中國的系列發(fā)現正改變這一認知,顯示盾皮魚(yú)類(lèi)成為理解脊椎動(dòng)物的身體結構如何演化的關(guān)鍵。”