“我是谁？我从哪儿来？” 这俩问题，人类琢磨了几千年。现代科学说人类的祖先是古猿，可再沿着进化树往上追溯，竟然发现人是鱼变的！ 今天就用3 个化石证据，带你看一场跨越 4 亿年的 “从鱼到人”的演化旅程。 证据1 颌的诞生——脊椎动物的“逆袭神器” 颌就是我们常说的下巴，美国古生物学家John Maisey说过一段非常形象的描述：“如果没有颌，生命将不可想象；没有它，巨大的噬人鲨，残暴的霸王龙、狰狞的剑齿虎、喋喋不休的人类，将一无是处。” 颌是如何出现的？ 寒武纪生命大爆发后，志留纪出现了一批头披盔甲、外形呆萌、自带“表情包”气质的远古鱼类——盔甲鱼。 但这些鱼没有颌（下巴），嘴就是个小洞，无法张嘴，只能吸东西，不能咀嚼，不能吞咽。而今天 99.8 % 以上的脊椎动物都是有颌，可“无颌”到“有颌”的中间环节，一直是个谜。 直到科研人员在浙江长兴岩层中发现的盔甲鱼化石-曙鱼（shuyu），经过中国科学研究院古脊椎动物与古人类研究所研究员盖志琨的研究，为这一段的演化提供了关键证据。 曙鱼的标本非常小，只有指甲盖那么大，为了看清内部构造，盖志琨通过同步辐射 X 光三维CT扫描，给曙鱼脑颅化石做CT(电子计算机断层扫描)，不同的是，它的扫描切片厚度仅有1微米，与常见医用CT相比，精度提高了1000倍。一个只有指甲盖大小的化石，可以被分解成两千多张平面图片。 同步辐射X射线断层显微术｜图片来源：参考文献1 就靠这“显微镜级”操作，盖志琨发现：曙鱼的鼻囊已位于口腔两侧，垂体管向前开口于口腔——这一特征与有颌类高度相似，却不同于现生无颌类七鳃鳗。 这意味着，在颌出现前，鱼类的脑颅已经开始 “改造”，这个化石填充了“颌起源中间阶段”的空白。 证据2 四肢的演化——从“划水”到“跑路”的升级 现在的我们能跑能跳，全靠四肢给力。可你敢信？这四肢的祖先，是鱼的胸鳍和腹鳍！ 2006 年，生物学家发现了一种叫“提塔利克鱼Tiktaalik”的古鱼化石：这种鱼不仅有鳃和鱼鳞，它的桨状鳍里还有骨头和关节，是第一条偶鳍强大到足以支撑其在岸上漫步的鱼，成了“鱼变四足动物”的关键证据。 芝加哥菲尔德博物馆的提塔利克鱼化石 盖志琨 摄 但问题来了，鱼的偶鳍又是怎么来的呢？ 在曾经很长一段时间内存在着化石证据的巨大空白，因此也成为科学家们争论不休的话题，有的科学家支持先有鳍褶再有偶鳍的“鳍褶理论”，有的科学家支持最后一对鳃弓演化为胸鳍的“鳃弓理论”。 直到重庆秀山的特异埋藏化石库，出土的“灵动土家鱼（Tujiaaspis Vividus）”化石，让人类第一次看到了“原始鳍褶”！ 灵动土家鱼化石｜盖志琨 摄 经过盖志琨的研究发现，在胸鳍跟腹鳍的起源之前，是一对连续的鳍褶，纵贯全身，前后没有分开。后来才由于基因的调控，慢慢地分成前后的胸鳍跟腹鳍，再演化成我们的四肢。 这一系列关于脊椎动物四肢起源的研究成果，再一次出现在2022年的《自然》杂志上，并与课题组的其他三篇论文一起，以封面文章的形式重磅发表，引起了国际学界的高度关注。通过对盔甲鱼的深入研究，盖志琨又为人类四肢的鳍褶起源这一重大科学问题，提供了关键的化石证据。 证据3 中耳的进化——从“呼吸孔”到“助听器” 当我们捏住鼻子，闭上嘴，使劲鼓气，我们的鼓膜会有很胀的感觉，这说明我们的耳朵和口腔是相通的。这是为什么呢？ —— 因为你的耳朵，曾经是鱼的 “呼吸孔”！ 先看人的中耳：鼓膜负责听声音，三块听小骨（锤骨、砧骨、镫骨）传递震动，还有一根咽鼓管连到口腔。 盖志琨通过曙鱼的比较解剖学研究，曙鱼正好只有7对鳃弓，分别对应有颌类的颌弓、舌弓和5对鳃弓。 曙鱼的3D虚拟可视化｜图片来源：参考文献1 而消失的第一对鳃经过研究发现演变成了鱼类的喷水孔，喷水孔实际上是鱼类呼吸的进水孔，喷水孔在现生软骨鱼类中主要用来呼吸水流，喷水孔在现生99%以上硬骨鱼类中都已退化，但在最原始的辐鳍鱼类多鳍鱼中，喷水孔却非常发达，可用来呼吸空气。 而当鱼类登陆后，呼吸器官变成了鼻孔，它对声音更需要敏感，已失去呼吸功能的喷水孔又被回收利用，逐渐演化成人类中耳腔的鼓膜室，而舌颌骨及其关节的方骨和关节骨也逐渐退化变小，最终进入到中耳演化成为三块听小骨，并被重新命名为镫骨、锤骨和砧骨，负责将声音传递给大脑，让人类最终拥有了灵敏的听觉。 这也解释了为何我们的耳朵会与口腔相通，因为它曾经是鱼类的一个呼吸器官跟口腔相通的。 从鱼到人是一段跨越 4 亿年的真实演化史诗。 做个总结： 4.4 亿年前：无颌鱼进化出上下颌，从此能 “大口干饭”； 3.9 亿年前：肉鳍鱼爬上岸，进化出肺和四肢，开启 “陆地冒险”； 3 亿年前：四足动物分成两栖类、爬行类，家族开始分支； 2.5 亿年前：哺乳动物的祖先登场，还只是不起眼的 “小角色”； 6600 万年前：恐龙灭绝，哺乳动物终于迎来 “春天”； 700 万年前：南方古猿学会直立行走，慢慢变成现在的我们。 在探索人类起源的道路上，科学家们不断努力，他们凭借着严谨细致的治学态度和勇于探索未知的精神，一次次深入荒野、挖掘化石，一次次在显微镜下钻研细微结构，一次次用科学的方法验证假说。正是这种对真理不懈追求的科学家精神，让人类得以逐步揭开生命演化的神秘面纱。 科学家寄语 盖志琨：对于古生物学家来说,野外就是我们最大的天然实验室,借助野外发现的古鱼类化石，我们可以穿越到4亿多年的远古世界，去揭示我们人类自身演化的奥秘!然而跟物理、化学实验一样,我们也要面临着无数次实验失败，只要我们持之以恒的坚持下来，不轻言放弃,终有一天你会有所发现! 参考文献： [1]盖志琨.同步辐射X射线断层显微成像揭示无颌类盔甲鱼的组织学与内部解剖（英文）[J].古脊椎动物学报,2018,56(02):93-105.DOI:10.19615/j.cnki. 1000-3118.170829. [2]盖志琨,朱敏.颌的起源:发育生物学假说与化石实证的交叉[J].科学通报,2012,57(21):1937-1947. [3]Gai Z K, Donoghue P C J, Zhu M, et al. Fossil jawless fsh from China foreshadows early jawed vertebrate anatomy. Nature, 2011,476: 324-327. [4]Gai Z K, Zhu M, Ahlberg P E, et al. The evolution of the piracular region from jawless fshes to tetrapods. Front Ecol Evol , 2022, 10:887172. doi: 10.3389/fevo.2022.887172. 作者 王琳 上海自然博物馆展教中心 馆员 科学审核：盖志琨 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员 编辑：小小蒲公英 【免责声明】 1. 标注“来源”的内容版权归原权利人所有； 2. 原创内容转载须注明来源“”并附链接，禁止篡改/商用，未经允许不得转载； 3. 转载内容二次传播时必须标注原始出处，不得提及本网站为来源，其观点/准确性由原作者负责； 4. 使用互联网素材的，如涉版权异议，请及时联系我们处理。
鼻垂体复合体的早起演化｜图片来源：参考文献2
