这颗微小的化石头骨解开了进化史上最长久的谜团之一

Paleolophus yunnanensis头骨。图片来源：朱敏教授团队

（蜘蛛网eeook.com）据今日科学新闻：几十年来，肺鱼进化的故事中一直存在一个静默的空白，就像一本非常古老的书中撕下的缺失章节。科学家们知道开头几句，也知道后面的几页，但关键的中间部分已经消失了。如今，在云南省赵通的岩石中，那段缺失的篇章终于揭晓。

由中国科学院朱敏教授领导的研究团队鉴定出一种早泥盆纪保存下来的新肺鱼化石物种。该物种名为“云南古嵴鱼”（Paleolophus yunnanensis），生活于约4.1亿年前，其发现为古生物学家多年来一直在寻找的事物提供了：最早确认的肺鱼与其后期亲缘关系之间，建立了一个清晰的解剖桥梁。这些发现最近发表在《当代生物学》期刊上，标志着脊椎动物进化研究的一个重要时刻。

这项发现之所以令人惊叹，不仅在于其年代久远，更在于其完整性。被石头封存了数亿年，一具仅25毫米长的小头骨成为了强大的讲述者，揭示了肺鱼在其历史关键时刻如何转变。

肺鱼起源的漫长谜团

肺鱼在生命之树中占据着特殊的地位。它们是四足动物最近的现存亲缘，四足动物最终演化出拥有四肢的动物。它们的谱系最早出现在泥盆纪，那时脊椎动物大胆尝试新形态。肺鱼在此期间迅速多样化，发展出多种生态角色。然而如今，仅存三个属，是曾经繁荣群体的遥远回声。

尽管其重要性，肺鱼的早期进化过程仍然令人沮丧地模糊。科学家们曾确认Diabolepis speratus是最早确认的肺鱼物种，发现于中国南方的早泥盆纪岩石中。他们还了解许多后来期肺鱼的特征，这些鱼类明显展现了该类群的决定性特征。但这些阶段之间的过渡——原始形态让位于真正肺鱼的那一刻——依然遥不可及。

这种缺席并非因为缺乏努力。这一时期的化石稀少，常被压扁或不完整，关键的解剖细节被隐藏或毁坏。没有保存良好的标本，进化故事无法完整讲述。云南古嵴鱼会改变这一点。

乍一看，这块化石可能并不特别。它的头骨小到可以舒适地放在指尖上。但其保存前所未有。古鱼是世界上已知第一个三维保存的肺鱼头骨，出自早泥盆纪的普拉吉安期。与失去深度和空间关系的扁平化石不同，这具头骨保留了其原始的三维结构，使科学家能够对其进行极其细致的检查。

研究团队利用高分辨率CT扫描，能够在不损坏化石的情况下窥视其内部。这些扫描揭示了一组立刻吸引了研究人员注意的特征拼图。Paleolophus具有Diabolepis的原始特征，包括上唇的牙齿和明显的松果体区域。同时，它表现出早期真正肺鱼的典型特征，正好位于两个进化阶段之间。

这种组合正是科学家们一直在寻找的。云南古嵴鱼不仅仅与早期或晚期形态相似;它连接了他们。它的解剖结构捕捉了进化的动态，凝固在肺鱼快速重塑自我的时刻。

除了作为进化纽带的角色外，云南古嵴鱼还揭示了其生活方式的线索。化石头骨显示出异常扩大的鼻腔，表明嗅觉增强或呼吸适应能力较强。更引人注目的是其发达的下颌肌肉，比早期形态更为强壮。

这些特征表明云南古嵴鱼可能以硬壳猎物为食，需要力量和精准才能碾碎猎物。这种适应暗示了生态实验，肺鱼在早期多样化过程中探索了新的觅食策略。

最重要的解剖特征之一位于头骨更深处。腭方肌-神经颅区域，即下颌和脑壳结构的一部分，部分融合。这个细节听起来技术性，但其意义深远。早期肉鳍鱼在该区域具有原始的“双关节”，而真正的肺鱼则具有自柱头骨结构。云南古嵴鱼保留了这两种条件之间的过渡阶段，直接证明了一种结构系统如何演化为另一种结构。

仅这一特征就捕捉到了此前仅作为假设存在的进化转变瞬间。

通过分析CT数据及系统发育研究，研究团队将古鱼类定位为Eudipnoi的基部，Eudipnoi是一个新完善的分类群，涵盖除早期的Diabolepis外的所有肺鱼。这一定位澄清了肺鱼的家族树，并为此前错综复杂的进化图景带来了理性。

精确的地质定年为洞见增添了另一层。研究表明，从Diabolepis到真正肺鱼的进化转变发生在极短的时间内，大约在4.16亿至4.12亿年前。从进化角度看，四百万年只是眨眼间。

这一压缩时间线凸显了肺鱼早期快速多样化的爆发。肺鱼似乎经历了迅速的解剖创新，适应环境后，并非缓慢而渐进。云南古嵴鱼是这一加速进化阶段的直接证据。

这一发现的影响不仅限于解剖学和时间线。云南古嵴鱼还提供了关于古代世界地理的线索。研究团队注意到云南古嵴鱼与北美早泥盆纪肺鱼之间的形态相似性。

这些相似性表明，南中国板块和北美板块在早泥盆纪时要么相连，要么地理上相近。换句话说，古代肺鱼可能穿越了如今被广阔海洋分隔的区域。它们的化石不仅保存了生物历史，还保存了地球本身不断变化的建筑结构。

这些生物地理学的见解帮助科学家重建古代大陆的排列，理解早期脊椎动物如何遍布全球。

云南古嵴鱼之所以重要，是因为它将抽象的进化差距转化为切实的现实。它通过物理证据展示了一类脊椎动物如何转变为另一类。它捕捉进化不是模糊的过程，而是骨骼中保存的一系列解剖步骤。

这一发现加深了我们对肺鱼的理解，肺鱼是四足动物的最近近亲，进而也为我们理解最终导致陆地生命的更广泛进化路径提供了参考。通过揭示早期肺鱼多样化的速度和创造性，挑战了人们对进化变化速度的假设。

也许最重要的是，云南古嵴鱼提醒我们化石重塑科学叙事的力量。一颗仅25毫米长、被石头封闭了4.1亿年的头骨，填补了几十年来令研究人员困惑的空白。它表明生命的历史尚未完成，但它正耐心地、默默地等待着合适的时机被揭示。

更多信息：托乔等人，《一种新化石鱼类揭示了早期肺鱼的快速进化》，《当前生物学》（2025年）。DOI： 10.1016/j.cub.2025.11.032