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《自然》封面故事：寻找从鱼到四足动物的真正证据
【字体： 大 中 小 】 时间：2006年04月07日 来源：生物通
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生物通报道：四足动物（即具有四肢的脊椎动物或陆地脊椎动物）的出现和脊椎动物的登陆是生命进化史上的重大事件。正是由于这次生物事件，现代陆地生态系统的雏形开始形成，地球上才有了庞然大物恐龙，才有了飞禽走兽，才有了我们人类自己。然而就是进化得最为“先进”的鱼与最低等的两栖动物之间依然存在着明显的差距。也就是说，在最高级的鱼和最低等的两栖动物之间，似乎还没有真正的证据链接两者。来自美国宾夕法尼亚州自然科学院（the Academy of Natural Sciences）的Edward B. Daeschler等研究人员自加拿大北极地区晚泥盆纪地层（the Late Devonian of Arctic Canada）寻找到了一个新化石材料，为进化生物学提供了一个重要证明。这一研究成果公布在4月6日Nature杂志封面。
这个头扁扁，不是非常庞大的动物有近乎完整的过渡特征：有鳍，但它的鳍能够像胳膊和手一样弯曲和伸展。它也有四足动物一样的肋骨，有可以活动的脖子和腕关节。据科学家推测这种动物生活在一种处于边缘状态的浅水环境中。这解决了之前虽然通过一些改变原有观念的新化石的发现，但仍然无法找到鱼类向四足动物过渡进化的中间证明的问题。
近期中国科学家也参与了许多有关进化的研究，并发表于权威杂志：
（1） 辽西热河生物群的综合研究
2000-2002年期间，辽西队进行了大量的野外考察和地层对比工作。通过两年的野外工作，发现了一些新的地点，采集了许多重要的化石标本，包括一些在系统上和地层上都很有意义的新的化石类型。
命名并记述的重要的化石包括五大门类的20余个新属种，这些发现促进了一系列重要学术问题的研究进展。在早期鸟类研究方面，发现了若干重要的类型，为研究早期鸟类的分异和辐射提供了迄今最重要的证据，并且为研究鸟类飞行器官演化的过程以及现代鸟类类群的起源提供了已知最详实的资料。在飞行起源研究方面，通过对树栖恐龙的发现和研究，提出了支持鸟类飞行树栖起源学说的最新化石证据，受到国际学术界的广泛关注。通过对一系列新发现的恐龙化石的研究，在鸟类的起源、恐龙的系统发育等方面取得了许多开创性的成果，不仅丰富了鸟类起源于恐龙的假说，而且极大地改变了我们对早白垩世恐龙动物群及主要恐龙类群起源和分异的原有认识。在羽毛的起源研究方面，在原羽鸟的身体中发现介于鳞片和羽毛的过渡类型；在中国鸟龙中发现原始分叉的羽毛，为研究羽毛的起源演化提供了重要的佐证。在哺乳动物现生和化石类群的系统发育关系和哺乳动物中耳的演化等方面提出了新的假说，并且丰富了中生代哺乳动物群的面貌。在热河生物群的辐射研究方面，揭示了各个门类生物在早白垩世辐射的基本特点。2000－2002年度，已发表的有40余篇论文，其中在SCI刊物共发表近30篇，包括“Nature” 9篇和 “Science” 1篇。
（2） 早期脊椎动物起源与演化
新发现的无孔鱼填补了斑鳞鱼与其他更进步的肉鳍鱼类之间的形态缺环，同时支持了中国南方是肉鳍鱼类起源中心的假说。而另一个泥盆纪鱼类新属——蝶柱鱼是最接近四足动物与肺鱼类共同祖先的原始肉鳍鱼。其研究同时说明，与肺鱼类相比，现生的空棘鱼类只能算是四足动物的远亲。这些成果（共3篇Nature论文）为探讨硬骨鱼类起源与早期演化提供了重要资料，并得到国际学术界较广泛的关注。
四足动物（即：陆地脊椎动物）起源的研究取得突破性进展，即将在“Nature”上发表（论文未正式发表前请保密）。中国螈化石是泥盆纪四足动物在亚洲的首次发现，扩大了泥盆纪四足动物的古地理分布区域，同时将亚洲地区四足动物的化石记录由中二叠世提早到晚泥盆世。在上泥盆统地层中还同时发现了鱼类—四足动物之间的过渡类型，这些化石与中国螈有可能帮助建立四足动物重要特征的起源与演化序列，并促使研究者重新审视四足动物起源与早期演化的已有假说。
（3）哺乳动物演化与生物地层学研究
哺乳动物的演化和新生代生物地层学是古生物学的重要基础研究课题之一，近三年来该领域在“Nature”发表文章1篇，“Science”发表文章3篇，取得的成果主要有以下方面：
1． 哺乳动物的起源研究
在辽西和滇中的中生代地层中，发现了保存完好的爬兽、多瘤齿兽和巨颅兽的头骨和骨骼化石。通过研究，揭示了这些极为原始哺乳动物头骨的构造特征及其与爬行动物的区别，同时把哺乳动物起源的历史前推了4500万年。
通过对发现于始新世地层中的大量宽臼兽的系统研究，提出了关于啮型动物的起源和早期分化的新见解和证据。
2． 哺乳动物群与环境背景研究
对早始新世，晚中新世和更新世若干新发现的哺乳动物群的研究，填补了我国哺乳动物群序列中的一些重要空白，提高了对我国哺乳动物多样性、群体演替、环境背景演变和动物区系形成的认识。
3． 综合地层学研究
运用同位素地层学、磁性地层学和生物地层学等手段，综合研究湖南、新疆、甘肃、内蒙等地地层发育良好的剖面，准确标定一些重要的地质界线，如古新统/始新统，渐新统/上新统等，大大提高了生物地层对比的精度，不仅完善了中国地质年表，也使这方面的研究逐步与国际接轨。
原文：
Nature 440, 757-763 (6 April 2006) | doi:10.1038/nature04639
A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan
Edward B. Daeschler1, Neil H. Shubin2 and Farish A. Jenkins, Jr3
（生物通：张迪）
