科學家找到早期肺魚演化的關鍵證據 | 科技前線

肺魚類是與四足動物親緣關系最近的現生類群。在演化過程中，形成了獨特的生存策略——部分種類能在極端干旱條件下用肺呼吸，肺魚的名字也因此而來。

近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所在云南昭通下泥盆統(tǒng)中，發(fā)現了一種名為云南古嵴魚（Paleolophus yunnanensis）的原始肺魚化石，為破解早期肺魚演化的關鍵環(huán)節(jié)提供了珍貴的實物證據。

▲云南古嵴魚生態(tài)復原圖 (Brian Choo 繪制）

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填補空白的“演化橋梁”

目前已知最古老、最原始的肺魚物種是希望奇異魚（

Diabolepis speratus

云南古嵴魚化石來自約4.1億年前的泥盆紀布拉格期地層，生存年代略晚于希望奇異魚，且處于艾姆斯期肺魚快速輻射演化之前。

▲云南古嵴魚標本及三維重建

云南古嵴魚頭骨僅長25毫米。借助高精度CT掃描與三維重建技術，研究團隊觀察到一系列關鍵形態(tài)特征：云南古嵴魚腭骨形態(tài)與北美真肺魚（頂嵴魚）相似，布滿小型錐形齒突，后部存在光滑區(qū)域；同時保留了希望奇異魚的原始特征，如上唇具牙齒、松果體區(qū)域隆起明顯。

云南古嵴魚的特有結構則包括：鼻腔異常巨大，約占腭面長度的三分之一；腦顱兩側內收肌異常發(fā)達，提示其可能擁有強大的咬肌，推測以堅硬的甲殼類生物為食。

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躍遷演化的關鍵證據

云南古嵴魚的腭方骨與腦顱呈現部分融合狀態(tài)，正處于從原始肉鰭魚類“雙接型”向真肺魚類典型“自接型”頭骨演化的過渡階段，完美契合真肺魚類基部的演化位置。

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了硬殼生物等新資源，在生態(tài)競爭中占據優(yōu)勢地位。

基于此次發(fā)現，科研團隊首次提出真肺魚類（Eudipnoi）的清晰定義——特指除最原始的希望奇異魚之外的所有肺魚類群，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、頜部具較大比例收肌窩、后鼻孔位于口后緣等。這一界定為肺魚演化研究建立了重要的分類標準。

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古地理格局的生物佐證

云南古嵴魚的發(fā)現還帶來了重要的古地理研究線索。其形態(tài)與北美早泥盆世真肺魚的高度相似性，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。

▲早期肺魚類演化及古地理分布

這一推斷與同期其他魚類化石的分布規(guī)律相吻合，為重建早泥盆世全球古地理格局提供了關鍵的生物證據。

論文鏈接：

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)01539-8

來源：中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

責任編輯：宋同舟