今年春天，澳大利亞和加拿大科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志公布的一件精美的泥盆紀(jì)魚化石轟動(dòng)了古生物界。在苦苦尋找了數(shù)十年后，這件希望螈的完整化石，終于為我們揭開了手指起源的關(guān)鍵一環(huán)。

在許多人的認(rèn)識(shí)中，水中的魚和陸地上多姿多彩的鳥獸爬蟲有著巨大的差異。19世紀(jì)初，法國(guó)生物學(xué)家艾蒂安·若弗魯瓦·圣伊萊最早注意到生活在尼羅河中的一種魚，與人類以及其他陸地動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)擁有一系列共同點(diǎn)。不久之后，達(dá)爾文提出的進(jìn)化論對(duì)此作出了解釋：現(xiàn)代魚類和現(xiàn)代四足動(dòng)物擁有共同的祖先——古代魚類。通俗來(lái)說(shuō)，可以理解為“魚類登陸演化成為四足動(dòng)物，人是從魚演化來(lái)的”。在接下來(lái)的近200年內(nèi)，要解決的問(wèn)題就變成了：什么魚、在何時(shí)、怎樣演化成了四足動(dòng)物?

誰(shuí)是四足動(dòng)物直接祖先的有力競(jìng)爭(zhēng)者

一些現(xiàn)代魚類也生活在水陸相交的地帶，比如彈涂魚、攀鱸等，它們不僅能呼吸空氣，還能在陸地上生存很長(zhǎng)時(shí)間。但這些魚和其他絕大多數(shù)現(xiàn)生魚類一樣，都屬于輻鰭魚類，和四足動(dòng)物沒(méi)有直接演化關(guān)系。演化成四足動(dòng)物的魚屬于肉鰭魚類，早在4億多年前，它們和輻鰭魚類就已經(jīng)分道揚(yáng)鑣。

現(xiàn)存的、四足動(dòng)物以外的肉鰭魚類只有兩個(gè)類群：空棘魚和肺魚。但是化石顯示，史前的肉鰭魚類曾經(jīng)極為繁盛。那么在眾多的肉鰭魚類中，到底哪一支才是我們的祖先呢?這是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。為了找到答案，我們需要追溯到四足動(dòng)物登陸這一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

大多數(shù)演化事件都會(huì)經(jīng)歷漫長(zhǎng)的鋪墊，然后在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生飛躍，四足動(dòng)物的起源同樣如此。中國(guó)華南地區(qū)可能是研究志留紀(jì)和泥盆紀(jì)早期魚類的最佳地點(diǎn)。在4.2億年前，云南曲靖郊外的丘陵曾經(jīng)是一片淺海，這里的“魚類時(shí)代”比世界其他任何地方開始得都更早。我國(guó)科學(xué)家在曲靖的志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的夢(mèng)幻鬼魚，可能是目前已知最古老的肉鰭魚。

從夢(mèng)幻鬼魚開始，肉鰭魚類踏上了演化的漫漫征途。早泥盆世早期(約4.2億—4.1億年前)是肉鰭魚類演化的爆發(fā)階段，在這一時(shí)期，肉鰭魚類一下子開枝散葉，分成幾大分支，分別沿著不同的道路演化。

首先分化出去的是空棘魚類，它們?cè)诤芏喾矫婧腿怫掫~類的原始形態(tài)相差不遠(yuǎn)。空棘魚類擁有肺和肌肉發(fā)達(dá)的偶鰭，然而在演化歷史上，它們似乎從來(lái)沒(méi)有對(duì)陸地或水陸之交的地帶產(chǎn)生過(guò)興趣——所有空棘魚類都是典型的水生動(dòng)物。因此，它們失去了成為四足動(dòng)物祖先的“資格”。

另一支現(xiàn)存的肉鰭魚類——肺魚，曾經(jīng)是四足動(dòng)物直接祖先的有力競(jìng)爭(zhēng)者。它們長(zhǎng)得很像兩棲動(dòng)物，有內(nèi)鼻孔和發(fā)達(dá)的肺，可以離開水體生存很久。在親緣關(guān)系上，現(xiàn)代肺魚也是現(xiàn)存最接近四足動(dòng)物的魚類。但是，對(duì)化石的進(jìn)一步研究否定了肺魚類是四足動(dòng)物直接祖先的想法。我國(guó)著名古生物學(xué)家張彌曼先生發(fā)現(xiàn)，肺魚的原始類型楊氏魚沒(méi)有內(nèi)鼻孔，這是證明肺魚并非我們祖先的決定性證據(jù)。

魚類內(nèi)鼻孔演化能提供重要證據(jù)

那么，我們真正的祖先是什么呢?在排除掉一系列錯(cuò)誤選項(xiàng)后，學(xué)者發(fā)現(xiàn)有一大類肉鰭魚比空棘魚和肺魚都更加接近四足動(dòng)物，并將其稱為“四足形類肉鰭魚”。目前最古老的四足形類肉鰭魚發(fā)現(xiàn)于中國(guó)，名為奇異東生魚。東生魚的頭只有指甲蓋那么大，作為最原始的四足形類肉鰭魚，東生魚還完全是魚的模樣，顯然還生活在水中。

在用高精度CT掃描奇異東生魚的腦顱之后，研究人員吃驚地發(fā)現(xiàn)，它的腦中竟然已經(jīng)有了適應(yīng)陸地生活的結(jié)構(gòu)。它的垂體有一對(duì)與現(xiàn)生兩棲動(dòng)物的垂體前端相似的結(jié)構(gòu)，被稱為“腺垂體結(jié)節(jié)部”。在陸生動(dòng)物中，這個(gè)結(jié)構(gòu)接受晨昏光線信息輸入，分泌激素控制晝夜節(jié)律。這一發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，奇異東生魚可能生活在光照變化明顯的淺水中，它們適應(yīng)淺水生活環(huán)境的許多特點(diǎn)，為四足形類肉鰭魚最終登上陸地鋪平了道路。

在我國(guó)華南，和奇異東生魚差不多生活在同一時(shí)代的四足形類肉鰭魚還有肯氏魚。肯氏魚化石研究最重要的意義是顯示了內(nèi)鼻孔演化的中間狀態(tài)。人類的鼻子是呼吸器官，但實(shí)際上在大多數(shù)魚類中，兩對(duì)鼻孔全部位于頭部外表面，鼻子只是嗅覺(jué)器官，與呼吸沒(méi)有關(guān)系。鼻子從嗅覺(jué)器官演化為四足動(dòng)物呼吸道的第一步，是演化出鼻腔在口腔中的開口，也就是內(nèi)鼻孔。內(nèi)鼻孔是怎樣進(jìn)入口腔的，過(guò)去一直不太清楚。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱敏研究員發(fā)現(xiàn)，肯氏魚的后面一對(duì)鼻孔正好處于口腔內(nèi)外的交界處。就這樣，化石記錄完美地保存下了內(nèi)鼻孔演化的過(guò)渡狀態(tài)。

在東生魚和肯氏魚之后，四足形類肉鰭魚又分化為兩大分支，其中的一支演化出了三列鰭魚類。三列鰭魚類和希望螈類可能有很近的親緣關(guān)系，三列鰭魚類-希望螈類-四足動(dòng)物的演化序列雖然還不夠完美，但已經(jīng)提供了足夠的過(guò)渡信息。

而四足形類肉鰭魚演化出的另一支——根齒魚，距離登陸也曾只有一步之遙。根齒魚的鰭十分僵硬，可能會(huì)像鱷魚一樣在淺水中慢慢接近獵物。在寧夏的晚泥盆世中寧動(dòng)物群，朱敏曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種巨大的根齒魚類：周氏鴻魚，它是這片水域的頂級(jí)捕獵者。奇怪的是，和過(guò)去發(fā)現(xiàn)的根齒魚類不太一樣，周氏鴻魚有著一個(gè)過(guò)去只在希望螈類和四足動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的、可以靈活運(yùn)動(dòng)的“脖子”。這說(shuō)明周氏鴻魚可以像希望螈類和最早的四足動(dòng)物一樣，在當(dāng)時(shí)的華北大陸水陸之交的環(huán)境中自如生活，然而它們最終也沒(méi)能成功登上陸地。

我國(guó)目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)希望螈類的化石，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)完整的泥盆紀(jì)四足動(dòng)物。不過(guò)2004年，曾經(jīng)在寧夏的晚泥盆世中寧動(dòng)物群發(fā)現(xiàn)過(guò)一小段四足動(dòng)物的下頜骨，它被命名為中國(guó)螈。隨著研究的深入，也許未來(lái)我們還會(huì)在中國(guó)找到更多的早期四足動(dòng)物演化證據(jù)，幫助我們揭開四足動(dòng)物起源的奧秘。