多麼厚臉皮:化石魚是已知最古老的面部生物

這條魚擁有複雜的面部骨骼,這是硬骨魚和陸地動物(包括人類)的特徵

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一塊新發現的魚類化石是已知最早的具有可被認為是面部的生物。

Entelognathus primordialis 是一種古代魚類,生活在大約4.19億年前中國晚志留世的海洋中。這項發現今天(9月25日)在《自然》雜誌上詳細介紹,它在以前被認為不相關的兩類魚類之間提供了聯絡,挑戰了關於脊椎動物面部如何進化的長期以來的觀念。

幾乎所有脊椎動物都屬於被稱為有頜類動物的有頜脊椎動物。在過去的某個時候,有頜類動物的家譜分支成兩組:軟骨魚(軟骨魚綱),如鯊魚和鰩魚,以及硬骨魚和四肢動物,包括人類(硬骨魚綱)。 


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直到最近,科學家們還認為,有頜類動物的共同祖先更類似於軟骨魚。北京脊椎動物古生物學與古人類學研究所的古生物學家、研究負責人朱敏說,這位祖先“看起來會像鯊魚,沒有盔甲,並且主要由軟骨頭骨構成”。

骨質護目鏡

為了進行研究,朱敏和她的同事們檢查了一塊Entelognathus 化石,該化石是在中國南方雲南省曲靖鎮附近的昆地組古代海底遺蹟中發現的。

分析表明,Entelognathus 身長近8英寸(20釐米),頭部和軀幹覆蓋著厚重的盔甲,尾巴呈鱗狀。研究人員報告說,它的眼睛很小,位於大的“骨質護目鏡”內。而且,儘管有下巴,但它沒有牙齒。

楊格說,所有已知的硬骨魚都有牙齒,因此這塊化石增加了牙齒起源之謎。

接下來,他們在一系列物理特徵上將這塊化石與已知的有頜脊椎動物進行了比較。他們還使用稱為X射線顯微計算機斷層掃描的成像技術詳細檢查了面部骨骼。

乍一看,Entelognathus 似乎是一種普通的盾皮魚,一種已滅絕的重灌甲魚。到目前為止,所有發現的盾皮魚都具有簡單的下巴和臉頰,只有幾塊大骨頭構成了它們的外表面。

朱敏告訴LiveScience:“但是Entelognathus的原始化石被證明是更加奇異和重要的東西。”

魚臉!

朱敏說,仔細觀察發現,這條魚的上顎擁有一系列複雜的小骨頭,稱為前頜骨和上頜骨,下顎有一個牙齒或下頜骨,以及顴骨。這些複雜的面部骨骼是硬骨魚和陸地動物(包括人類)的特徵,這使得這種外形奇特的魚成為最古老的動物,擁有人類可以識別的面部。

堪培拉澳大利亞國立大學的動物學家加文·楊格(Gavin Young)告訴LiveScience, “這當然是一個驚人的發現,既是因為它的年代[志留紀],也因為下頜的形態”,他沒有參與這項研究。

朱敏說,科學家長期以來一直認為盾皮魚和硬骨魚沒有關聯,並且硬骨魚是從零開始進化出面部骨骼的。但這項新發現表明,硬骨魚是從它們的盾皮魚祖先那裡繼承了它們的頭骨。

研究人員進一步暗示,另一種已滅絕的魚類群棘魚綱,它類似於長有大的骨質鰭棘的小鯊魚,實際上與軟骨魚屬於同一譜系,並且逐漸失去了它們的甲片。

朱敏在談到這種長著臉的魚時說,這一發現“給關於脊椎動物進化的一些長期以來的觀點帶來了難題”。

原文刊登於LiveScience

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Tanya Lewis is a senior editor covering health and medicine at 大眾科學. She writes and edits stories for the website and print magazine on topics ranging from COVID to organ transplants. She also appears on 大眾科學's podcast Science, Quickly and writes 大眾科學's weekly Health & Biology newsletter. She has held a number of positions over her eight years at 大眾科學, including health editor, assistant news editor and associate editor at 大眾科學 Mind. Previously, she has written for outlets that include Insider, Wired, Science News, and others. She has a degree in biomedical engineering from Brown University and one in science communication from the University of California, Santa Cruz. Follow her on Bluesky @tanyalewis.bsky.social

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