我們來探討一下“早期脊椎動(dòng)物古椎魚演化之謎”這個(gè)話題。
“古椎魚”（Eoactinopterygii 或 Euctenopterygii）是早期輻鰭魚類（Actinopterygii）的一個(gè)關(guān)鍵演化支，它們生活在大約3.7億年前的泥盆紀(jì)早期。揭開它們的演化之謎，對(duì)于理解現(xiàn)代魚類的起源和早期輻鰭魚類的多樣化至關(guān)重要。以下是一些關(guān)鍵的謎團(tuán)和近年來的進(jìn)展：
"主要演化之謎："
1. "輻鰭魚類的起源：" 現(xiàn)代輻鰭魚類（包括我們熟悉的金魚、鯊魚、鱈魚等）占據(jù)了海洋和淡水生態(tài)系統(tǒng)的絕大多數(shù)。古椎魚被認(rèn)為是這個(gè)龐大群體的早期代表。它們是如何從更古老的魚類（如肉鰭魚和鯊魚類）中演化出來的？它們具有哪些獨(dú)特的特征標(biāo)志著向現(xiàn)代輻鰭魚類的過渡？ 2. "早期輻鰭魚類的形態(tài)多樣性：" 古椎魚本身并非單一物種，而是一個(gè)包含多種形態(tài)的群體。例如，"Austropteryx"（澳大利亞發(fā)現(xiàn)，約3.8億年前）可能代表了早期輻鰭魚類的“原始”形態(tài)，具有肉鰭魚的一些特征（如尾鰭分叉較淺），但也具備一些輻鰭魚的早期特征。而"Ptycholepis"（北非發(fā)現(xiàn)，約3.8億年前）則

相關(guān)內(nèi)容：

記者9日從中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所獲悉，該所研究員盧靜領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在澳大利亞約4億年前的早泥盆世地層中發(fā)現(xiàn)早期脊椎動(dòng)物化石，并將其命名為南方古椎魚。這是古椎魚家族首次在蘇格蘭之外被發(fā)現(xiàn)，不僅將古椎魚家族的年代記錄提前了約1000萬年，也為破解古椎魚系統(tǒng)發(fā)育位置謎題提供了關(guān)鍵證據(jù)。相關(guān)研究成果以封面文章的形式發(fā)表于《國家科學(xué)評(píng)論》。

《國家科學(xué)評(píng)論》封面報(bào)道南方古椎魚研究

古椎魚最早于1890年在蘇格蘭被發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)特的形態(tài)和組織學(xué)特征與其他早期魚類有很大不同，因此一直被視為“最神秘的早期脊椎動(dòng)物”之一?！肮抛掉~的分類地位長期存在爭議，有人認(rèn)為它是沒下巴的原始魚類，有人覺得是有頜魚類的祖先，甚至有人認(rèn)為它是四足動(dòng)物的老祖宗?！闭撐耐ㄓ嵶髡呒婀餐谝蛔髡?、中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員盧靜說。

南方古椎魚化石照片（左），三維重建（中），及各骨片生活位置恢復(fù)圖（右）

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的南方古椎魚化石，雖保存零散，但經(jīng)酸處理后，顯示出蘇格蘭標(biāo)本所沒有的三維立體保存的腦顱與礦化軟骨組織結(jié)構(gòu)。通過高精度計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）與三維重建，研究團(tuán)隊(duì)首次全面還原了古椎魚的腦顱結(jié)構(gòu)，包括三對(duì)半規(guī)管、腦腔及神經(jīng)通道的形態(tài)。這為判斷古椎魚的系統(tǒng)發(fā)育位置提供了關(guān)鍵形態(tài)學(xué)證據(jù)。

此外，為提升蘇格蘭古椎魚標(biāo)本CT數(shù)據(jù)的重建質(zhì)量，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出全新的跨平臺(tái)體數(shù)據(jù)重建方法，有效突破不同三維軟件間的兼容性限制，實(shí)現(xiàn)古椎魚腦顱的高效重建與交叉驗(yàn)證。這一技術(shù)的建立，有望廣泛應(yīng)用于古生物CT數(shù)據(jù)的深度解析、三維重建、數(shù)據(jù)共通以及交叉驗(yàn)證。

蘇格蘭古椎魚化石照片（左）與CT數(shù)據(jù)跨平臺(tái)三維重建結(jié)果（右）

基于最新形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，古椎魚屬于有頜脊椎動(dòng)物，且更可能屬于軟骨魚類（如鯊魚與鰩魚）家族，而非部分研究認(rèn)為的四足形類肉鰭魚的幼體。

盧靜表示，南方古椎魚的發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)展了古椎魚屬的地理與地層分布范圍，也提示早期脊椎動(dòng)物在全球范圍內(nèi)可能存在更復(fù)雜的古地理聯(lián)系與擴(kuò)散路徑，具有重要的科學(xué)意義。

《國家科學(xué)評(píng)論》同期發(fā)表的同行專家評(píng)述指出，這項(xiàng)研究在理解所有早期脊椎動(dòng)物中最神秘的一種生物方面取得了巨大的進(jìn)展，推翻了先前關(guān)于其親緣關(guān)系的假設(shè)。

（中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所供圖）

來源：科技日?qǐng)?bào)