如果沒有史前魚類的大膽嘗試，我們或許永遠(yuǎn)不會(huì)演化出敏銳的聽覺?！渡鷳B(tài)和演化前沿》近日發(fā)表了一項(xiàng)有關(guān)脊椎動(dòng)物噴水孔起源的最新研究成果，通過深入研究采集自浙江長興、云南曲靖的古魚化石，中外科研人員首次證實(shí)人類中耳由魚類呼吸用的鰓演化而來。
“這項(xiàng)研究解決了困擾科學(xué)家長達(dá)一個(gè)世紀(jì)的演化難題，首次證明了魚類的噴水孔曾經(jīng)是魚鰓，而我們的中耳又是從噴水孔演化來的。通俗一些說，就是首次證明了人類的中耳曾經(jīng)是魚類呼吸的鰓?！?月30日，上述論文第一作者、中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員蓋志琨在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)指出。
中耳包鼓膜室、傳導(dǎo)聲音的三塊聽小骨和通向口腔的咽鼓管等，是人類擁有靈敏聽覺的秘訣所在。噴水孔是魚類非常重要的呼吸器官。目前，已經(jīng)有充分的胚胎和化石證據(jù)證明，人類的中耳是從魚類的噴水孔演化而來，而魚類的噴水孔又是從何而來？這一演化難題困擾古生物學(xué)家長達(dá)百年。
2002年起，研究團(tuán)隊(duì)在浙江長興志留紀(jì)地層中開展野外工作，并在這里找到了一種最為原始的真盔甲魚化石，并將其命名為曙魚。這些曙魚化石保存有三維立體軟骨腦顱，同時(shí)，它們的個(gè)頭非常小，只有我們的指甲蓋那么大，非常適合用大科學(xué)裝置同步輻射X射線顯微成像技術(shù)進(jìn)行三維無損掃描。
研究人員于2006年把曙魚的腦顱標(biāo)本帶到了位于瑞士蘇黎世的瑞士光源進(jìn)行無損掃描，而后應(yīng)用三維重建軟件對(duì)標(biāo)本進(jìn)行三維虛擬復(fù)原?！拔覀冇昧?年完成了七件曙魚腦顱化石的三維重建。在只有指甲大小的腦顱里，幾乎重現(xiàn)了曙魚所有腦區(qū)、感覺器官及頭部神經(jīng)與血管的通道?！鄙w志琨介紹。
通過對(duì)曙魚腦顱三維虛擬模型的深入研究，研究人員基本判斷，盔甲魚的第一個(gè)鰓囊是一個(gè)完整的、未退化的鰓。但是，“要想證明它是一個(gè)具有正常呼吸功能的鰓，還缺少整個(gè)證據(jù)鏈條中的最后一環(huán)，即找到在該鰓囊中存在鰓絲的化石證據(jù)。”蓋志琨強(qiáng)調(diào)。
為此，研究人員又在云南曲靖早泥盆世地層開展了長達(dá)數(shù)年的野外發(fā)掘工作。經(jīng)過不懈努力，研究人員采集到了一個(gè)在眼睛后第一鰓囊中完整保存鰓絲印痕的寬甲魚的新材料，進(jìn)一步證明了盔甲魚第一鰓囊是具有正常呼吸功能的鰓，能夠利用里面的鰓絲，進(jìn)行氧氣的交換，從而為脊椎動(dòng)物噴水孔的起源提供了最為確切的解剖證據(jù)和化石證據(jù)。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)綜述了噴水孔從無頜類到四足動(dòng)物的演化歷程，從而建立起了噴水孔從無頜類的鰓到人類中耳的演化序列。
記者 陸成寬
來源： 科技日?qǐng)?bào)
