研究佐證了發育生物學有關頜起源的假說

　　頜的起源是脊椎動物演化史上一次非常關鍵和最具革命性的演化事件。根據七鰓鰻和有頜類頭部發育遺傳學的對比研究，科學家了提出了頜演化異位理論的假說，即頜的起源，是在上皮-外胚層間質細胞相互作用中，由于口腔發育調控基因的異位表達所導致的一次演化上的創新，認為無頜類鼻垂體復合體的分裂是頜發育的最根本的先決條件，應該發生在頜的起源之前，同時也被看作是促成有頜類雙鼻孔起源的一次關鍵事件。但是，由于缺乏代表頜的祖先狀態的化石證據，頜的起源過程至今仍謎團重重。

　　中國科學院古脊椎動物與古人類研究所蓋志琨博士和朱敏研究員對盔甲魚類腦顱比較解剖學的研究，發現了鼻垂體復合體在無頜類中分裂的最早的化石證據，從而佐證了頜演化的異位理論。2012年7月出版的《科學通報》(57卷21期)刊發了該項研究成果。

　　盲鰻類和七鰓鰻類是現生脊椎動物中僅有的無頜類(圓口類)，被認為是現生有頜脊椎動物的姐妹群。然而，由于圓口類主要營寄生生活，特化現象嚴重，其與現生有頜類之間存在著不可逾越的形態鴻溝。這導致圓口類在解決頜的起源及脊椎動物頭骨和身體結構式樣重組等關鍵問題上并沒有提供令人滿意的答案。

　　早已滅絕的戴盔披甲的“甲胄魚類”，雖然發育有現生有頜類的許多關鍵特征，像外骨骼、軟骨外成骨、鞏膜環、胸鰭和上歪尾等，雖然沒有展示出任何一個構造能夠代表有頜脊椎動物頜弓(腭方軟骨和麥氏軟骨)的祖先狀態，但對我們認識有頜類如何逐步獲得其特征組合具有舉足輕重的作用。

　　盔甲魚類是4.35-3.70億年前“甲胄魚類”最為繁盛的類群之一，目前已經建立起亞綱一級的分類單元，但僅發現于中國和越南北部的志留系和泥盆系。研究人員應用同步輻射X射線斷層掃描和計算機三維虛擬復原技術，發現盔甲魚類的成對鼻囊位于口鼻腔兩側，而垂體管向前開向口鼻腔中部，三者完全分開。這一結果跟圓口類和骨甲魚類頭頂中央的鼻垂體復合體完全不同，而跟有頜類非常的相似。因此，盔甲魚類很可能已經具備了目前發育模型所認為的頜發育所必需的先決條件之一。

　　長期以來，有頜脊椎動物的顱桁構造一直被認為是有頜類超越無頜類的一次主要的發育創新。由于缺乏相關的化石證據，先前對無頜類是否具有真正的顱桁構造的討論主要依賴于發育生物學模型。在該項研究中，研究人員還發現了一些顱桁衍生構造(如眶鼻間隔、篩骨板)在盔甲魚類中存在的證據。這些證據表明，盔甲魚類至少擁有了顱桁的雛形構造，從而為頜演化的異位理論提供了新的化石證據，并為探討脊椎動物腦顱在頜的起源之前如何重組提供了新資料。

　　該項研究獲得了國家自然科學基金重點項目、國家重點基礎研究發展計劃和中國科學院知識創新工程重要方向項目的資助。