科学家找到早期肺鱼演化的关键证据

发布时间: 来源：中国科学院

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肺鱼类是与四足动物亲缘关系最近的现生类群。在演化过程中，形成了独特的生存策略——部分种类能在极端干旱条件下用肺呼吸，肺鱼的名字也因此而来。

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所在云南昭通下泥盆统中，发现了一种名为云南古嵴鱼（Paleolophus yunnanensis）的原始肺鱼化石，为破解早期肺鱼演化的关键环节提供了珍贵的实物证据。

目前已知最古老、最原始的肺鱼物种是希望奇异鱼（Diabolepis speratus）。该物种由中国科学院院士张弥曼团队于1984年首次报道。然而，希望奇异鱼与更进步的肺鱼类之间存在明显的形态断层，这一“演化缺环”长期困扰着科研人员。此次发现的云南古嵴鱼，填补了这一关键演化空白。

云南古嵴鱼化石来自约4.1亿年前的泥盆纪布拉格期地层，生存年代略晚于希望奇异鱼，且处于艾姆斯期肺鱼快速辐射演化之前。

云南古嵴鱼头骨仅长25毫米。借助高精度CT扫描与三维重建技术，研究团队观察到一系列关键形态特征：云南古嵴鱼腭骨形态与北美真肺鱼（顶嵴鱼）相似，布满小型锥形齿突，后部存在光滑区域；同时保留了希望奇异鱼的原始特征，如上唇具牙齿、松果体区域隆起明显。

云南古嵴鱼的特有结构则包括：鼻腔异常巨大，约占腭面长度的三分之一；脑颅两侧内收肌异常发达，提示其可能拥有强大的咬肌，推测以坚硬的甲壳类生物为食。

云南古嵴鱼的腭方骨与脑颅呈现部分融合状态，正处于从原始肉鳍鱼类“双接型”向真肺鱼类典型“自接型”头骨演化的过渡阶段，完美契合真肺鱼类基部的演化位置。

科研团队推测这种快速演化，可能与肺鱼演化出的牙齿特化、咬肌强化、头骨结构优化等适应性特征相关，这些结构使其成功开拓了硬壳生物等新资源，在生态竞争中占据优势地位。

基于此次发现，科研团队首次提出真肺鱼类（Eudipnoi）的清晰定义——特指除最原始的希望奇异鱼之外的所有肺鱼类群，其关键鉴别特征包括自接型头骨、发达的脑颅肌脊、缺失前上颌骨、颌部具较大比例收肌窝、后鼻孔位于口后缘等。这一界定为肺鱼演化研究建立了重要的分类标准。

云南古嵴鱼的发现还带来了重要的古地理研究线索。其形态与北美早泥盆世真肺鱼的高度相似性，提示4.1亿年前华南板块与北美板块可能存在陆地连接或近距离分布，为肺鱼共同祖先的跨洋扩散提供了地理条件。

这一推断与同期其他鱼类化石的分布规律相吻合，为重建早泥盆世全球古地理格局提供了关键的生物证据。

相关研究成果发表在《当代生物学》（Current Biology）上。

论文链接

云南古嵴鱼生态复原图（Brian Choo 绘制）

跃迁演化的关键证据

早期肺鱼类演化及古地理分布

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