4.19 億年前「初始全頜魚」化石,揭演化消失環節

作者 | 發布日期 2013 年 09 月 28 日 18:29 | 分類 生態保育 , 科技教育
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「到底現代魚種從哪裡來?牠們的祖先又是誰?」這個問題長久以來困擾著演化學家,並被視為是演化學上失落的一環,但隨著 3 年前考古學家在中國大陸發現某種類盾皮魚(armoured fish)的化石,稱之為「初始全頜魚」(Entelognathus primordialis),謎團才逐漸解開。這種古怪的魚有能夠辨識的下巴,也就是有一張完整的「臉」,這表示牠可能是現代魚類的老祖宗,甚至與人類也有些關係。





頜是口腔上部和下部的骨頭與肌肉總稱,有頜的脊椎動物叫做有頜類,水生動物分有四大類:盾皮魚類、棘魚類、軟骨魚類和硬骨魚類,其中前兩類已全部滅絕。盾皮魚、棘魚和軟骨魚的頜主要都由軟骨構成,只有硬骨魚在嘴巴的邊緣長著一系列硬骨質的頜骨,組成了一個複雜的「新頜」,被認為是人類頜骨的原型。

過去,科學家對早期有頜類的瞭解主要集中在泥盆紀,因為有頜類的化石記錄直到這個時代才變得豐富起來。然而,從泥盆紀一開始,有頜類四大類群不僅已經全部演化出來,而且彼此形態已經極為不同,若只憑藉泥盆紀的化石證據,而沒有介於各主要類群之間的過渡化石,是無法確切地瞭解它們是如何演化而來的。

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▲初始全頜魚化石:a前側視、b側視、c前腹視、d背視、c 復原圖。

但是在泥盆紀之前的志留紀,有頜類留下的化石少得可憐,因此科學家只能依靠顯微鏡下才能看到的鱗片、細小的牙齒或一點點骨頭碎片,以「盲人摸象」式地猜測志留紀有頜類的模樣,有頜脊椎動物的早期歷史籠罩在迷霧之中。

如今「初始全頜魚」的發現,填補這塊缺失的演化史。初始全頜魚生活在距今4.19 億年前岡瓦納大陸北緣的近岸淺海中,體長約 30 多公分,主要由大塊骨片重疊而成,類似盾皮魚類典型的「盔甲」,又有過往認為硬骨魚類才有的硬質頜骨。換句話說,它在盾皮魚的身體上長了一張硬骨魚的嘴。這種奇特的特徵組合在硬骨魚類和盾皮魚類之間架起了一道中間橋樑。

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▲初始全頜魚化石復原圖。

據此推斷,硬骨魚類應該是由盾皮魚類中的一支直接演化而來,而不像以前認為有經歷過棘魚的階段。 演化學家表示「我們一直以為有頜脊椎動物的祖先像現代的鯊魚,但新的化石將完全顛覆這種觀點」,他們認為這一發現為盾皮魚類和硬骨魚類之間的密切親緣關係提供了有說服力的證據,從而改變了我們對於早期有頜類演化的認識。

(photo credit: Brian Choo)

 

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