中科院最新Nature子刊文章

　　來自中科院古脊椎動物與古人類研究所，美國洛杉磯自然歷史博物館等處的研究人員在云南地區發現了距今4.09億年的基干四足動物化石，填補了基干四足動物早期化石記錄的空白，將四足動物支系的演化歷史前推了1千萬年，為了紀念我國泥盆紀脊椎動物的早期研究者、已故著名地質學家劉東生先生，這一化石被命名為 “奇異東生魚”。相關成果公布在Nature Communications雜志上。

　　文章的通訊作者分別是古脊椎動物與古人類研究所朱敏研究員和盧靜博士(第一作者)，這項研究采用了高精度X射線斷層掃描和計算機三維虛擬重建技術復原了東生魚的顱腔以及相關的神經、血管等結構，揭示了基干四足動物腦的基本形態，為研究四足動物的腦演化提供了最早的參考點。

　　奇異東生魚(Tungsenia paradoxa)是最古老和最原始的基干四足動物，四足動物是動物界最高等的類群，兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類，包括人類，都屬于四足動物。但很多人不知道，四足動物全類群不僅包括這些脊椎動物，也包括它們最直接的魚類祖先。

　　3.7億年前的晚泥盆世，基干四足動物中的一支登上陸地，衍生出最早的陸生脊椎動物，并最終演化為人類。作為探討魚類登陸的最關鍵類群，基干四足動物的演化一直是古生物學與演化生物學研究中的熱點話題。

　　在這篇文章中，研究人員采用了高精度X射線斷層掃描和計算機三維虛擬重建技術復原了東生魚的顱腔以及相關的神經、血管等結構，科學家們認為，基干四足動物是探討魚類“登陸”的最關鍵類群。奇異東生魚的發現不僅填補了基干四足動物早期化石記錄的空白，也大大縮短了四足動物與肺魚兩大支系化石記錄之間的年代鴻溝。

　　更重要的是，通過對奇異東生魚的研究，科學家們找到了四足動物腦演化的關鍵證據。對東生魚腦部結構的研究還顯示，某些與脊椎動物陸地生活相關的重要腦部特征在四足動物演化的最初期就已經出現。

　　奇異東生魚的內顱仍保留了大量原始肉鰭魚類的特征，但下頜卻展示出典型的、甚至是非常進步的四足動物特征，表明東生魚下頜的演化速率較內顱更快。同時，東生魚腦腔結構呈現出奇異的鑲嵌組合型式，兼具原始有頜類的特征與典型陸生脊椎動物的特征。

　　此外，在奇異東生魚垂體窩前部發現一對前伸的突起，與現生四足動物特有的腺垂體結節部，在位置與形態上都非常相似。這指示了四足動物腦部的某些重要變化可能在其演化初期，即遠在它們爬上陸地之前就已經完成。

　　作為最古老和最原始的基干四足動物，奇異東生魚的發現對追溯包括人類在內的四足動物祖先的演化歷程將具有重要影響。東生魚呈現的特征組合表明四足動物在其早期演化中相對保守，但在泥盆世中期會經歷一次非常快速的分化階段，陸生脊椎動物的出現正是這次快速分化的產物。