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重磅！中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)重慶化石庫，將影響該領(lǐng)域未來幾十年

2022/09/30
導(dǎo)讀
Nature四篇封面文章背后的故事
9.29
知識分子The Intellectual
中國志留紀(jì)早期（蘭多維列世，約4.4億年前）五種古魚的三維復(fù)原（沈氏棘魚、梵凈山魚、 黔齒魚、土家魚、秀山魚，自上而下) | 擬石科技制作

 導(dǎo)  讀

2022年9月28日，《自然》雜志以封面文章的形式刊登了四篇古生物學(xué)領(lǐng)域的論文，它們都是來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員朱敏團(tuán)隊及其合作者的研究。

雖然四篇文章中研究的對象分別是近年在貴州與重慶兩個地點發(fā)掘的化石，但它們之間卻有內(nèi)在聯(lián)系：都是與志留紀(jì)早期有頜魚類相關(guān)的研究?！吨R分子》訪談了文章作者，為讀者揭開這四篇文章背后的故事。


撰文 | 宋安娜

責(zé)編 | 錢煒


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中科院古脊椎動物與古人類研究所副研究員朱幼安坐了多年的 “冷板凳” 一下子 “熱” 了。最近，他與團(tuán)隊其他成員在重慶市秀山縣發(fā)現(xiàn)的一處特異埋藏化石庫，將成為繼澄江生物群、熱河生物群等后，又一個重要的化石庫，可能會支撐接下來幾十年的古生魚類研究，帶來大量新的認(rèn)知。

在古生物學(xué)這個原本就相對小眾的學(xué)科里，朱幼安解釋說，早期脊椎動物演化，也就是古魚類的研究方向，雖然地位很重要，但熱度并不如恐龍、古人類等其他研究方向，算得上是 “冷門學(xué)科” 中的 “冷門領(lǐng)域”。

從2014年博士畢業(yè)至今，朱幼安才終于以第一作者的身份發(fā)表了他的第一篇《自然》（Nature）文章，也是他的第一篇頂刊文章。這篇《中國志留紀(jì)早期最古老的完整有頜脊椎動物化石》將會介紹重慶化石庫的發(fā)現(xiàn)以及其中一些重要的化石材料分析?；谶@一埋藏產(chǎn)地的化石，古脊椎所研究員蓋志琨等人還發(fā)現(xiàn)并研究了世界首個完整保存身體的盔甲魚類 “靈動土家魚”，首次揭示出盔甲魚類頭后身體的解剖結(jié)構(gòu)。

圖1 靈動土家魚三維復(fù)原 | 楊定華繪


就在發(fā)現(xiàn)重慶特異埋藏化石庫的差不多同期，古脊椎所、曲靖師范學(xué)院的古生物學(xué)家們還在貴州發(fā)現(xiàn)了另一個主要產(chǎn)出微體化石材料的化石庫，其地質(zhì)時期比重慶化石庫還要略早一些?；谶@里的化石發(fā)現(xiàn)，該團(tuán)隊的另外兩篇論文也被《自然》接收，分別是《華南下志留統(tǒng)長棘刺的軟骨魚類化石》《最古老的有頜類牙齒》。

北京時間9月28日晚，這四篇論文以封面文章的形式發(fā)表在《自然》雜志。四篇文章的通訊作者都是中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員、中科院院士朱敏。

雖然四篇論文的研究對象分別涉及近年在貴州與重慶兩個地點發(fā)掘的化石，但它們之間卻有內(nèi)在的聯(lián)系：都是與志留紀(jì)早期有頜魚類相關(guān)的研究。志留紀(jì)（Silurian，符號S）是地質(zhì)時代表古生代的第三個紀(jì)，約開始于4.44億年前，結(jié)束于4.19億年前。有頜魚類崛起與維管植物登陸，是這一時期生物進(jìn)化的重要里程碑。頜與有頜類的起源是生命演化史上最大的躍升之一，這個器官的出現(xiàn)，成為后來魚類和四足動物，包括人類進(jìn)化的關(guān)鍵。

過去，關(guān)于古生代有頜脊椎動物，也就是有頜魚類的研究，其化石材料都來自志留紀(jì)之后的泥盆紀(jì)。雖然古生物學(xué)家們都知道，有頜類起源時間應(yīng)早于約4.5億年前，也就是志留紀(jì)之前的奧陶紀(jì)晚期，但是苦于缺乏有價值的化石。從奧陶紀(jì)晚期到志留紀(jì)長達(dá)三千萬年的地質(zhì)時期的生命演化近乎空白。而這次朱敏團(tuán)隊的幾篇論文，都從不同的側(cè)面彌補了志留紀(jì)早期有頜魚類演化過程的研究。

這個團(tuán)隊之所以能突然有這么多成果的大爆發(fā)，朱敏在接受《知識分子》訪談時強調(diào)，并不是偶然的幸運，每一篇論文背后，都有一個 “站在巨人肩膀上” 并多年持續(xù)開展研究的故事。

朱敏一直關(guān)注早期演化及魚類的登陸過程。這些年來，他帶領(lǐng)同事們一直不斷地將有頜類脊椎動物的研究往更早的年代推進(jìn)，并且取得了大量重要突破。對于朱敏團(tuán)隊這次的工作，國際古脊椎動物學(xué)會前主席、澳大利亞弗林德斯（Flinders）大學(xué)教授 John Long 表示，“這確實是令人驚嘆的、改變演化格局的化石發(fā)現(xiàn)，改寫了有頜脊椎動物早期演化歷史的幾乎所有方面?！?/span>


去更古老的地層里尋找進(jìn)化的起源

一直以來，專注于早期脊椎動物起源與演化研究的古生物學(xué)家們之所以對古生代的魚類及類群之間的演化關(guān)系感興趣，是因為他們最終希望回答，這些奇形怪狀的古生物，是如何與人類的進(jìn)化關(guān)聯(lián)起來，人類又是如何成為今天的形態(tài)的？人類的一些特征是怎樣進(jìn)化出來的、先后順序如何？

在登上陸地、進(jìn)一步演化出四肢等高級特征與功能之前，脊椎動物等同于魚類。大約4.19至3.59億年前的泥盆紀(jì)被稱為 “魚類時代”。那是一個水生脊椎動物，也就是魚類徜徉于地球各處水域的年代。其中占統(tǒng)治地位的是身體覆蓋著大塊骨板的盾皮魚類。到了泥盆紀(jì)末，盾皮魚類突然絕滅，替代它們的是生存至今的硬骨魚類和軟骨魚類。

軟骨魚類包括了今天的鯊魚、鰩魚和銀鮫；硬骨魚類則一分為二，演化出了輻鰭魚類和肉鰭魚類，它們分別成為今日地球水域和陸地的征服者，輻鰭魚類現(xiàn)存約2萬5千種之多，包括了今日絕大部分形形色色的魚類；肉鰭魚類雖然在水中式微，但其中的一支登上陸地，衍生出包括人類在內(nèi)所有的陸生脊椎動物。 

長有上下頜的嘴巴是人類進(jìn)食、呼吸、交流的重要器官，也是從魚到人全部有頜脊椎動物的共同特征。有頜與無頜，是脊椎動物演化的關(guān)鍵器官，今日地球上99.8%的脊椎動物都是有頜的。頜之所以關(guān)鍵是因為，首先，在進(jìn)食方面，無頜動物的嘴巴只能像吸盤一樣，被動吸入食物，而有頜動物可以咬，這大大地提高了動物主動攝食的能力；其次，頜也是一個很重要的呼吸器官，頜大大提高了有頜動物的攝氧能力和運動能力，有助于動物演化出更大的體型。

另一方面，頜的起源與整個頭部、面部多個器官的進(jìn)化是聯(lián)系在一起的，包括鼻子、耳朵等脊椎動物的器官都與頜的演化有千絲萬縷的關(guān)系。有頜類魚的演化潛力幾乎可以說是無窮的：一些魚類依然在吃浮游生物，一些魚類已經(jīng)很兇猛；一些魚類登上陸地，后來有些飛上天空，有些回到海洋，還有一些則演化出人類。

“根據(jù)分子生物學(xué)分子鐘方法的推斷，有頜脊椎動物起源的年齡應(yīng)該會到奧陶紀(jì)，也就是4.5億年到4.6億年間，但是對于我們來說，越往更早期去找化石、找證據(jù)就會越困難?！?朱敏在接受《知識分子》訪談時表示。

過去，在志留紀(jì)甚至奧陶紀(jì)地層中，古生物學(xué)家們找到了一些無頜魚類的化石材料——這并不意外，因為最早的無頜魚類在比這兩個時代更早的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時期就已經(jīng)出現(xiàn)了，并且找到過完整的化石。當(dāng)然，基于前述的原因，大家都更希望找到志留紀(jì)有頜魚類的化石證據(jù)。

事實上，科學(xué)家們也不是一無所獲。在志留紀(jì)晚期的地層，一鱗半爪的化石材料也陸續(xù)在中國、瑞典等地區(qū)有被發(fā)現(xiàn)，比如，一些零散的魚的鱗片、棘刺，也被認(rèn)為可能是有頜魚類的存在證據(jù)，但是，朱敏說，這些零散證據(jù)還是存在爭議。

志留紀(jì)有頜類脊椎動物研究取得的第一個重大突破，是在2007年。當(dāng)時，朱敏團(tuán)隊在云南曲靖麒麟?yún)^(qū)瀟湘水庫附近的志留紀(jì)晚期地層中，找到了許多完整的有頜魚類化石，這就是當(dāng)時在學(xué)界轟動一時的 “瀟湘動物群”。2009年，朱敏團(tuán)隊在《自然》雜志報道了瀟湘動物群中的硬骨魚  “夢幻鬼魚”，是當(dāng)時世界上最古老、保存最完整的有頜類化石。

圖2 夢幻鬼魚生態(tài)復(fù)原 | Brain Choo繪

數(shù)年的持續(xù)發(fā)掘，讓朱敏和同事們在這個古魚 “王國” 發(fā)現(xiàn)了一些從未進(jìn)入過科學(xué)界視野的全新類群。其中一個支系，他們將其命名為 “全頜盾皮魚類”，是一類長著硬骨魚類頜骨的盾皮魚。就像帶羽毛的恐龍確證了鳥類的起源一樣，全頜盾皮魚類的發(fā)現(xiàn)，也印證了硬骨魚類是由盾皮魚類直接演化而來。2013年，該團(tuán)隊在《自然》雜志上報道了這種特殊盾皮魚的第一個成員：初始全頜魚，這項研究立即引起了轟動，被譽為 “過去百年最重要的化石發(fā)現(xiàn)之一”。 

雖然 “瀟湘動物群” 的化石分析與挖掘工作還在進(jìn)行中，不過，它們所屬的年代是志留紀(jì)晚期，離泥盆紀(jì)只有約六百萬年，還不夠 “老”。因此，朱敏和同事們將目光瞄準(zhǔn)了更古老的魚類：去志留紀(jì)早期地層中尋找新的化石。

茫茫大地去哪兒尋找，并不是盲目的。志留紀(jì)時期，地球面貌與今天大不一樣，當(dāng)今中國廣大的華南地區(qū)是漂浮在赤道附近的一片大陸，造山運動使得大陸多次抬升，不斷接受剝蝕風(fēng)化，大量鐵氧化物被河流沖刷入海，在近岸淺水地帶沉積下來，形成淺海紅層。這些淺海因為有大量陸地營養(yǎng)物質(zhì)的供給，也往往是包括遠(yuǎn)古魚類在內(nèi)的生物繁榮的樂園。

基于丁文江、戎嘉余、陳旭等古生物學(xué)家之前堅實的研究基礎(chǔ)，在中國，志留紀(jì)時期共識別出了三套淺海紅層，其沉積時期分別為蘭多維列世特列奇早期（距今4.39億年）、中晚期（距今4.36億年）和羅德洛世晚期（距今4.25億年），簡稱為 “下紅層” “上紅層” 和 “羅德洛統(tǒng)紅層”，其中， 下紅層與上紅層屬于志留紀(jì)早期，而羅德洛統(tǒng)紅層則屬于志留紀(jì)晚期。

循著上下兩套紅層所在的地方，古脊椎動物與古人類研究所的科學(xué)家們標(biāo)記了很多勘探點，分布在浙江、安徽、江西、湖南、湖北、重慶、貴州等很多地方。位于貴州東北方位的銅仁市石阡縣溶溪組，就有朱敏團(tuán)隊長期關(guān)注的一個勘探點，這里距今約4.39億年，屬于志留紀(jì)早期，戎嘉余等學(xué)者過去就曾多年在此開展過調(diào)查。

從十多年前開始，朱敏團(tuán)隊的研究人員去了很多趟石阡縣的勘探點，進(jìn)展一直不盡如人意。他們曾經(jīng)從野外取了很多石頭樣品，拿回實驗室進(jìn)行酸處理等操作后，能發(fā)現(xiàn)一些鱗片等散碎的材料，但是沒有很大的突破。

2019年，在廣西出野外結(jié)束后，朱敏 “又不死心”，與團(tuán)隊的另外兩個人決定再順道去一次貴州石阡，就在這一次，事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。一條新修的公路讓他們更清楚地看到地層剖面，通過逐層采樣、處理化石，他們發(fā)現(xiàn)了一處富集層，微體化石寶貝都堆積在一起。

他們在此處采集了大約4噸的化石材料，拿回位于曲靖師范學(xué)院自然歷史文化研究中心的實驗室逐一處理。第一個重要的發(fā)現(xiàn)，是23枚有頜類牙齒標(biāo)本，其中，重點分析的是一種古魚的齒旋，顯示了最早有頜類牙齒的生長結(jié)構(gòu)和發(fā)育特征。他們將這種魚命名為 “雙列黔齒魚（Qianodus duplicis）”。

圖3 雙列黔齒魚三維復(fù)原 | 擬石科技制作


黔齒魚的齒旋并列生長在下頜最前端，每一個齒旋都有一個螺殼形的基板，上面生長著數(shù)排由小到大排列的牙齒，牙齒是有頜的最直接的證據(jù)，之前，脊椎動物牙齒最早的確切化石記錄是志留紀(jì)晚期（約4.25億年前），黔齒魚齒旋的發(fā)現(xiàn)將有頜魚類牙齒出現(xiàn)的時間往前推了1400萬年，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明黔齒魚隸屬軟骨魚類全群，這說明志留紀(jì)早期脊椎動物已經(jīng)高度分化了。

這篇文章在2020年投稿，就是這次發(fā)表的四篇論文中的《The oldest gnathostome teeth》，譯為《最古老的有頜類牙齒》，曲靖師范學(xué)院安爵輔、李強，英國伯明翰大學(xué) Ivan Sansom 為該論文共同第一作者。

與此同時，他們開始著手分析這批材料中的其它微體化石。這些化石雖然并沒有保存成一條完整的魚，但是有些棘刺與鱗片是挨在一起的，這就比過去那種零散的單獨棘刺提供了更大的信息量。為了把無數(shù)微體化石拼成一條完整的魚，研究團(tuán)隊從大量樣本中挑出了可能屬于一種魚的近1000個分散保存的細(xì)小化石，并鑒定出其中的頭部鑲嵌骨片、軀干鱗片、圍眶骨、不完整的鰓條骨等不同部位骨骼。

經(jīng)過約3年的努力，通過組織學(xué)切片、三維重建以及系統(tǒng)發(fā)育分析等技術(shù)，他們復(fù)原了一種被命名為 “梵凈山魚” 的新的魚類屬種。在魚類進(jìn)化之樹上，梵凈山魚應(yīng)該被放置在軟骨魚干群—柵棘魚類這個位置，填補上了這一支系過去化石記錄的缺失。這篇文章題為《華南早期志留紀(jì)多刺軟骨魚》（Spiny chondrichthyan from the lower Silurian of South China），曲靖師范學(xué)院安爵輔、李強，英國伯明翰大學(xué) Ivan Sansom 為該論文共同第一作者。

圖4 新塑梵凈山魚生態(tài)復(fù)原 | 傅渤淵、傅保中繪



重慶生物群：一個寶庫的意外發(fā)現(xiàn)之旅
貴州石阡志留紀(jì)早期魚類的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)足夠令人驚喜，但在重慶秀山縣發(fā)現(xiàn)的 “重慶生物群”，不得不讓人再次羨慕中科院古脊椎動物與古人類研究所研究人員的 “好運爆棚”。

重慶秀山化石點包含數(shù)量多、種類全、保存好、頭尾完整的魚類化石，古生物學(xué)有史以來的兩百多年內(nèi)，這還是首次將完整有頜脊椎動物化石記錄追溯到志留紀(jì)早期。對此，朱敏總結(jié)說，這是繼澄江生物群、熱河生物群等后，又一個在中國發(fā)現(xiàn)的、為探索生命之樹演化重要節(jié)點提供大量關(guān)鍵證據(jù)的特異埋藏生物群。

位于云南澄江帽天山附近的澄江生物群是保存完整的寒武紀(jì)早期化石群，共涵蓋16個門類、200余個物種的化石。2012年，澄江化石群申遺成功，使中國擁有首個化石類世界遺產(chǎn)；熱河生物群則包括現(xiàn)在中國北部、蒙古和西伯利亞的外貝加爾地區(qū)，朝鮮和日本的一部分，其發(fā)現(xiàn)的化石在恐龍演化、鳥類的起源、羽毛和鳥類飛行的起源等重要科學(xué)問題的研究中扮演關(guān)鍵角色。

這次發(fā)現(xiàn)的化石點位于重慶市東南角的秀山縣涌洞鄉(xiāng)川河蓋，這里是貴州、湖南與重慶三省交界的地方，與貴州石阡縣直線距離140多公里，駕車大約三個小時。秀山與石阡兩個化石點都是志留紀(jì)早期地層，但是秀山化石點年代稍晚于石阡，距今約4.36億年。當(dāng)時，重慶東部是華南大陸邊緣的陸架，淹沒在侵入華南大陸中央的揚子古海之下，注入海灣的大河口和濱海形成了大量適合魚類生活的環(huán)境，除了魚類外，這里還生活著許多志留紀(jì)的典型無脊椎動物，主要是節(jié)肢動物，如翼肢鱟（海蝎）和葉蝦等。

幾億年之后的公元2019年夏天，朱敏安排了古脊椎所與重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院聯(lián)合培養(yǎng)的博士后研究人員李強去秀山跑野外，看看能否有什么新收獲。

重慶脊椎動物化石的最早記錄是秀山龍池鎮(zhèn)水源頭小溪組的無頜魚類秀山盾魚，1960年代由湖南省區(qū)域地質(zhì)隊發(fā)現(xiàn)，但因為秀山盾魚并不是從原生層位所采集，所以它的時代是志留紀(jì)晚期還是早期一直沒有得到確認(rèn)。在那之后，一些古生物學(xué)家，包括朱敏的老師那一輩的學(xué)者們，都曾到重慶這個地點尋找過化石，但是沒有大的突破。

最近十多年，朱敏團(tuán)隊的研究人員也斷斷續(xù)續(xù)在當(dāng)?shù)亻_展過野外調(diào)查。這一次，得益于我國基建的開展，開山劈石的修路讓巖層被裸露出來，地質(zhì)工作者與古生物學(xué)者們可以更好開展工作。

在被譽為 “最美天路” 的川河蓋景區(qū)45道拐上，朱敏 “遠(yuǎn)程指揮”，讓李強等人沿著這個盤山路去跑點。2019年9月11日，那原本是一個令人沮喪的下雨天。李強回憶，大家一直沒有收獲，士氣低落，等走到38拐的地方，在踢石頭互相打鬧提振士氣的時候，他與彭禮建等人無意中發(fā)現(xiàn)了一堆石頭，敲開其中一塊，發(fā)現(xiàn)了完整對半開的有頜魚類化石。這塊僅2厘米長的 “袖珍邊城魚” 化石于2021年6月發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上，它來自志留紀(jì)晚期地層，為有頜類特別是盾皮魚到硬骨魚階段頜、齒與偶鰭的演化提供了重要證據(jù)。

圖5 袖珍邊城魚生活復(fù)原三維模型（解思遠(yuǎn)、張禾名制作）| 圖源：cas.cn

這是一個很好的開端。朱敏隨即組建了包括重慶市規(guī)劃和自然資源局、重慶市地質(zhì)研究院等機(jī)構(gòu)的更大團(tuán)隊，一起開展更大規(guī)模的 “尋寶” 項目。研究人員開始逐層測量地層剖面、采集巖樣、尋找化石。次年的2020年7月29日，在涌洞村附近的 “涌洞1號點”，研究人員發(fā)現(xiàn)了保存完整的無頜的盔甲魚類涌洞魚。幾個月過后，10月12日，他們找到了前所未見的真正寶貝：志留紀(jì)早期有頜魚類的完整化石。

“當(dāng)時我們把這個發(fā)現(xiàn)給同行們看，他們第一反應(yīng)是，這些化石不可能是志留紀(jì)的，會不會是泥盆紀(jì)的？” 朱敏向《知識分子》回憶說。因為這個埋藏點的化石保存得太好了，都是一條一條完整的魚類化石，而且多樣性很高，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)20~30種不同的魚類。他說，澄江生物群埋藏在黃綠色粉砂質(zhì)頁巖中，與之類似，重慶生物群所出產(chǎn)的地層也是一種非常細(xì)致的粘土巖，指示這是一處 “特異埋藏”。

這個志留紀(jì)早期化石寶庫的發(fā)現(xiàn)，毋庸置疑是全球獨一無二的。“很可能說明中國華南是整個有頜魚類演化的一個中心?！?朱幼安告訴《知識分子》，志留紀(jì)時期的地球，華南地區(qū)所在的陸地板塊四周都是一片汪洋大海，這些非常小的魚要遠(yuǎn)渡重洋，游到相當(dāng)于歐洲、北美的勞倫西亞大陸去是很難的，所以這時期的遠(yuǎn)古魚類只能在這種類似 “庇護(hù)所” 或 “伊甸園” 的小的地理范圍和生態(tài)環(huán)境內(nèi)繁盛。因此，與這個特異埋藏點類似的化石點，可能在全球其它地方很難找到。

描述重慶生物群及其中兩種完整保存有頜魚類的這篇論文就是《中國志留紀(jì)早期最古老的完整有頜脊椎動物化石》（The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China），古脊椎所副研究員朱幼安為論文第一作者，重慶地研院博士后、曲靖師范學(xué)院副教授李強為共同第一作者，烏普薩拉大學(xué) Per E. Ahlberg 和古脊椎所朱敏院士為論文的通訊作者。


可能會支撐接下來古生魚類幾十年的研究

朱幼安說，截止目前采集的標(biāo)本數(shù)量可能有數(shù)百件，不過，所發(fā)表論文中的數(shù)據(jù)是基于大約20件標(biāo)本的分析。一個難點是，這些古生代的魚類祖先們體型非常小，全身大約只有3cm，所以，需要借助大量新技術(shù)，包括高精度CT掃描、精細(xì)三維重建、掃描電鏡元素分析、全光位圖像、多元統(tǒng)計分析等等。

基于這些分析，朱敏團(tuán)隊已經(jīng)有一些發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了此前學(xué)界的認(rèn)知。人們長期以來一直認(rèn)為，以鯊魚為代表的軟骨魚類是有頜脊椎動物的原始狀態(tài)和演化 “原型”，盾皮魚類和硬骨魚類可能起源自類似鯊魚的祖先。而本次報道的軟骨魚類蠕紋沈氏棘魚（Shenacanthus vermiformis）則提供了確實的證據(jù)，證明并非如此。蠕紋沈氏棘魚的身體輪廓、大體形態(tài)、關(guān)鍵特征均與早期軟骨魚類相似，然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，沈氏棘魚擁有盾皮魚類才有的、連續(xù)包裹著整個肩帶和背部的大塊骨板，這個特征過去從未在任何軟骨魚類或硬骨魚類中發(fā)現(xiàn)過。這有力地證明了，以鯊魚為代表的軟骨魚類，起源于披盔戴甲的盾皮魚類。

圖6 蠕紋沈氏棘魚三維復(fù)原 | 擬石科技制作


重慶這一批特異埋藏的化石里面，朱敏團(tuán)隊初步挑選來進(jìn)行深入研究的標(biāo)本還貢獻(xiàn)了第四篇《自然》文章，也就是研究員蓋志琨等人發(fā)表的《盔甲魚類解剖學(xué)與脊椎動物成對附肢的起源》（Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages）一文。這篇文章研究無頜類盔甲魚 “靈動土家魚” 的身體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它具有偶鰭的雛形，為研究偶鰭起源問題提供了新的線索。

魚類的偶鰭（胸鰭和腹鰭）與四足動物的四肢（前肢和后肢）統(tǒng)稱成對附肢。人類的雙手和雙腿，以及恐龍的爪子、鳥類的翅膀、蝙蝠的翼手、鯨魚的胸鰭都是從登陸魚類的偶鰭演化而來，因此偶鰭起源的問題非常關(guān)鍵。

蓋志琨介紹說，過去學(xué)界對偶鰭起源有兩種說法，一種說法認(rèn)為，偶鰭是從鰓演變而來的；另一種說法則認(rèn)為，偶鰭起源于魚類身體兩側(cè)連續(xù)的鰭褶，但是這個證據(jù)還不是特別令人信服。而這次團(tuán)隊的突破，是找到了無頜類盔甲魚的完整化石，并且在體側(cè)找到了類似于鰭褶的東西，它還不是后來所理解的真正的偶鰭，但是具有別的功能，代表了偶鰭演化初期的一個雛形，為 “鰭褶假說” 提供了有力證據(jù)。

因為這個化石保存非常完整，所以能夠?qū)ζ溥M(jìn)行數(shù)字模型的復(fù)原，并進(jìn)行流體動力學(xué)模擬，了解這對鰭褶所起的作用。研究發(fā)現(xiàn)，鰭褶最初是利用水流產(chǎn)生升力來抵消自身重力，而非像真正的偶鰭那樣增強推動力和控制方向。

通過梳理朱敏團(tuán)隊的研究歷程，不難發(fā)現(xiàn)，在“早期脊椎動物起源與演化研究”方向，從泥盆紀(jì)到志留紀(jì)晚期再到志留紀(jì)早期，他們是逐漸向更久遠(yuǎn)的地質(zhì)時期尋找生物演化的源頭，追溯包括人在內(nèi)的脊椎動物的生命進(jìn)化樹最初的枝干。

朱敏說，他們團(tuán)隊一直以來有兩個研究思路，一方面，是不斷向知識的盲區(qū)拓展，比如，未來可能會到奧陶紀(jì)地層中尋找化石突破；另一方面，在理論研究上，要通過古生物學(xué)的研究，來幫助回答現(xiàn)生生物學(xué)、基因組學(xué)等領(lǐng)域的問題，最終還是要解釋生命科學(xué)的演化問題。

重慶生物群的發(fā)掘和研究工作目前仍在進(jìn)行之中，目前初步整理出十余個魚類屬種，其中絕大多數(shù)均屬于全新類群。朱敏等人指出，這些材料可能會支撐接下來幾十年的相關(guān)古生物學(xué)研究。隨著對這些化石材料的持續(xù)發(fā)掘和研究，可能會很大地沖擊之前古生物學(xué)家們對頜起源與有頜類最早期演化的認(rèn)識，甚至改變過去建立的演化框架，影響將會非常深遠(yuǎn)。

而且，除此之外，對重慶生物群的研究可能會有助于一些更大的科學(xué)問題的回答，比如，為什么當(dāng)時華南海盆地區(qū)形成了這樣一個生物輻射？（所謂生物輻射，就是生物在局部地區(qū)完成演化之后，向全球擴(kuò)散，并在新的地區(qū)繼續(xù)形成新的演化和輻射。）為什么志留紀(jì)突然出現(xiàn)了有頜類生物的大繁盛？這背后有怎樣的生物學(xué)演化機(jī)制、地質(zhì)學(xué)背景等等？這些都是科學(xué)家們未來要回答的。

當(dāng)《知識分子》向朱幼安表示祝賀時，他說，其實最欣喜的瞬間，是在研究過程中陷入瓶頸，思考多日后忽然在吃飯時有了頓悟那一刻。當(dāng)結(jié)果做出之后，至于在什么級別的期刊上發(fā)文章，僅是順其自然的事情了。


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