“从鱼到人”有了关键证据！四亿年前，我们的祖先爬上了陆地

中国科学家重磅发现，证实人类是从鱼进化来的。新闻一出，瞬间冲上热搜，很多网友表示：“一觉醒来，我们的祖先竟然变成了鱼。”

近期，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队在重庆、贵州等地志留纪早期距今约4.4亿年的地层中发现“重庆特异埋藏化石库”和“贵州石阡化石库”，增添了我国又一个世界级的特异埋藏化石库，填补了全球志留纪早期有颌类化石记录的空白，首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供确切证据。团队采用新技术新方法对这些鱼类化石开展了详细研究，在有颌类最早期分化、重要器官和身体构型演化等重要科学问题的探索中取得新进展，刷新了传统认知。

英国《自然》杂志于9月29日以封面文章形式同期发表团队的4篇学术论文。图中为最新发现的5种志留纪古鱼新属种的三维艺术复原，从上到下分别为蠕纹沈氏棘鱼（Shenacanthus vermiformis）、新塑梵净山鱼（Fanjingshania renovata）、双列黔齿鱼（Qianodus duplicis）、灵动土家鱼（Tujiaaspis vividus）和奇迹秀山鱼（Xiushanosteus mirabilis）

团队公开证实，人类是从鱼进化而来的，从鱼到人需要近5亿年的进化过程，先后经历了最早的无颌类演化变成有颌类、肉鳍鱼类，之后登上陆地变成两栖类和哺乳动物，最终演化成人类这样一个漫长的过程。《自然》杂志于9月29日以封面文章形式同期发表团队的4篇学术论文，集中报道了这批有关有颌类起源与最早期演化的研究成果。

早在四亿年前，有一条古鱼偶然爬上了陆地，却因此改写了人类的进化史。这条干了“惊天动地”大事的鱼到底长什么样？四亿年前的古鱼类，有可能到现在还存在吗？它们背后庞大的“古鱼王国”和我们人类又有什么关系？中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员卢静曾在第753期首都科学讲堂中作了《古鱼探秘——四亿年前，我们的祖先爬上了陆地》讲座，为大家讲述“古鱼王国”及背后的故事。一起来学习一下~

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变成硬骨鱼的盾皮鱼

4亿年前，曾有一种非常特别的早期脊椎动物盾皮鱼出现，其最著名的物种是恐鱼（邓氏鱼）。它身长能达10米，长着恐怖的大尖牙。在过去很长一段时间，大家都认为像恐鱼这种盾皮鱼类和人类、硬骨鱼类及一些有颌鱼类的演化是完全没有关系的，它只是一类早已灭绝的演化旁支。直到全颌鱼和麒麟鱼被发现，人类才意识到实际上盾皮鱼和人类演化是有联系的。

牙齿的出现是生物非常重要的演化特征。盾皮鱼类没有像人类那样的槽生齿，也没有人类的上颌和下颌的膜质骨结构。盾皮鱼类没有真正的牙齿，比如邓氏鱼的“尖牙”实际上是上颌的一块骨骼，形成了一个类似刀片的结构，这种不是真正的牙齿，从功能上可能更像鸟的喙。

过去，研究者们以此判断盾皮鱼是演化中的旁支。直到在全颌鱼和麒麟鱼化石中发现，它们的嘴部出现了与硬骨鱼上颌和下颌骨同源的膜质骨结构，从而拓展更新了我们对盾皮鱼类的认识。

这说明，有一支全颌鱼和麒麟鱼这样的盾皮鱼类演化出了具有边缘膜质骨的上下颌，而这个结构实际上就是后来硬骨鱼类的颌骨，也是人类上下颌的雏形。从这个意义上来看，盾皮鱼类中的全颌鱼和麒麟鱼这一支和硬骨鱼类的起源产生了直接联系。

在早期有颌鱼类的演化进程中，盾皮鱼类不再是身处旁支，而是身处“C位”，代表了人类祖先类型的一个阶段。这两块全颌鱼和麒麟鱼的化石不但为盾皮鱼类的地位正名，更为硬骨鱼以及我们自己的上下颌骨骼的起源，提供了直接的化石证据。

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从四亿年前游到现代的鱼

我们现在了解到，盾皮鱼类中的一支最后演化成为了现生的硬骨鱼类。那硬骨鱼类到底是什么，什么鱼是硬骨鱼？简而言之，硬骨鱼身上的骨头非常坚硬，这一概念是相对鲨鱼这种身上没有任何钙化的硬骨的软骨鱼类而言的。

那么硬骨鱼和我们人类又有什么关系？实际上，98%的脊椎动物都属于硬骨鱼类。硬骨鱼类可以分成两支，第一支叫做辐鳍鱼类，目前我们能见到的现生辐鳍鱼包括常见的青、草、鲢、鳙四大家鱼，以及一些在水族馆里的鱼类。另一支硬骨鱼类是肉鳍鱼类，这一支我们不常见，但是和人类的关系是非常密切的——正是肉鳍鱼类中的一支最后爬上了陆地，变成了四足动物。

肉鳍鱼的鱼鳍肉鼓鼓的，看起来充满力量，这是因为它的鱼鳍中有内骨骼，这种内骨骼就是人类手臂和腿的雏形。正因为先出现了这种具有内骨骼的肉鳍，才能支撑起足够的体重，才为四足动物爬上陆地提供了先决条件。

那么，到底哪种现存的肉鳍鱼和人类的关系更近呢？随着越来越多形态解剖学的证据以及分子生物学等证据出现，科学家发现，肺鱼是现存的与四足动物之间的亲缘关系最近的鱼类。

当然，4亿年前就已经出现的空棘鱼在整个演化中也是非常重要的一支。不过，过去人们曾广泛认为，空棘鱼和恐龙一起在6500万年前就灭绝了。直到1938年，在南非东伦敦港有了一个惊人的发现：在这个地方，人们重新发现了还活着的空棘鱼——拉蒂迈鱼。

据推测，全球现在还活着的拉蒂迈鱼数量推测只有500条。它是一个非常濒危的物种，一旦离开深海，就会因为无法适应压力而很快死去，所以人类目前也无法用人工手段对它进行养殖。

它的形态已有4亿年没有发生大的改变了，这是一条从4亿年前游到现在的鱼。当看这条鱼的时候，你会感受到，4亿年的时间长河好像凝滞在它的身上。直到今天，全球很多科学家、鱼类学家、古生物学家、演化学家依然对拉蒂迈鱼研究充满浓厚的兴趣。因为拉蒂迈鱼一直保留着4亿年前我们祖先的样子，身体外形几乎没有发生任何改变。这为人类研究我们最早祖先的模样，提供了非常重要的证据和信息。

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变成四足动物的祖先鱼

除了拉蒂迈鱼以外，另外一种从4亿年前活到现在的肉鳍鱼类代表是肺鱼。说到肺鱼，就不得不提到张弥曼院士。2018年，联合国教科文组织授予她“世界杰出女科学家奖”以表彰她开创性的工作：为水生脊椎动物向陆生动物演化过程提供了化石证据。

1981年，张弥曼院士在读博士期间，对2厘米多的化石鱼脑颅使用当时前沿的连续磨片法，鉴定出一种全新的肉鳍鱼类化石，她给这条鱼起名为“杨氏鱼”。

随后，张弥曼发现，杨氏鱼只有一对外鼻孔，没有内鼻孔。

当时学术界普遍认为，包括人类在内的所有四足动物（陆地上所有脊椎动物、鸟类、海洋哺乳动物）都是从总鳍鱼类演化来的，这类鱼因为有和外鼻孔相连的内鼻孔，所以可以像今天的陆地动物一样呼吸空气。

因此张弥曼的发现否定了总鳍鱼类具有内鼻孔的说法，也意味着以杨氏鱼为代表的肺鱼这一支，尽管与四足动物关系很近，但并不是我们的直接祖先。和四足动物起源直接相关的鱼类，还需要继续寻找。

我们团队对一件在云南昭通发现的4亿年前、指甲盖大小的一个化石脑颅进行了CT扫描和重建研究，获得了它脑颅的颅内模，也就是脑腔的信息。这种鱼叫“奇异东生鱼”，是一条非常小的鱼，它的脑颅其实是最早四足动物支系化石的代表。

我们发现在它脑部垂体的前端，有一对舌头样的盲凸。我们对比了所有的化石鱼类和现生鱼类，都没有发现有类似的结构。直到通过查阅大量文献书籍之后，终于在墨西哥钝口螈（一种原始的有尾两栖类生物）中发现了类似结构，也就是腺垂体结节部，这是调节四季、昼夜节律等的脑垂体结构，是适应浅水和陆地生活的重要器官。

这个功能在陆生脊椎动物中非常重要，因为鱼类一旦上了陆地，就会比在水中更大程度地受到昼夜节律和四季变化的影响。这个发现说明，在4亿年前的东生鱼的脑颅里，已经具备并且形成了一些和四足动物登陆相关的重要特征。

实际上，四足动物登陆大概可以分成三个阶段。第一阶段，和空棘鱼、杨氏鱼等其他的肉鳍鱼类很相似的四足形类肉鳍鱼类出现。第二阶段是一个过渡阶段，在四足形类中出现了著名的真掌鳍鱼这类的鱼，它们已经展现出很多和四足动物相关的特征，非常适应浅水生活，但身体还是鱼形结构。然后到了第三阶段，就出现了希望螈类，包括北极圈发现的提克塔利克鱼、潘氏鱼等，它们的外形与最早的四足动物基本上没有太大区别了，只是还不具有带趾的四肢。它们可能主要还是在水里生活，偶尔短暂地跳到陆地上去。希望螈最后爬上了陆地，演化出了鱼石螈那样真正的四足动物。

现在我们知道，最早的肉鳍鱼类和最早的四足形类肉鳍鱼化石都是在中国华南发现的。之后它们扩散到了全球各个地方，完成了第二和第三阶段的登陆。所以说，人类的整个“寻祖之旅”其实是一个非常漫长的过程。我们只能用寻找到的化石碎片一点一点地把从水中到陆地的这一段演化历程拼凑出来，这个过程非常艰难，但也非常有意义。

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首都科学讲堂 | 第753期：古鱼探秘——四亿年前，我们的祖先爬上了陆地首都科学讲堂由北京市科学技术协会主办，以“解读科学精神”为主线，以“当今科学热点”为话题，邀请中外著名科学家面向公众宣传科学思想、解读科技热点、普及科学知识、引导健康生活。自2007年开办以来，已累计举办700余期，先后有200多位院士、重大项目首席科学家进行专场科普演讲。2020年启动了在线直播，线上听众累计突破5000万人次。想在线了解收看，可以关注“北京科协”微信公众号~

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原标题：《“从鱼到人”有了关键证据！四亿年前，我们的祖先爬上了陆地》

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