本报西安1月30日电 今天出版的英国《自然》杂志发表了西北大学教授舒德干等人题为《早寒武世脊椎动物海口鱼的脊椎骨和头部构造》的论文,文章揭示了海口鱼的脊椎骨和头部构造特征,为证实海口鱼是世界已知最古老的脊椎动物提供了最新的、可靠的证据,从而确定了这一判断。这标志着我国脊椎动物起源研究取得了重大进展。
自从整个动物界被划分为脊椎动物和无脊椎动物以来的200年间,探索这两大类群之间的演化关系,追索脊椎动物如何起源于无脊椎动物祖先,构成了动物学界一个重大论题。现代动物学及分子生物学从各自的角度出发,间接推断出了多种起源假说,但苦于找不到早期“源头”化石记录提供的直接证据,形成了进化科学领域的悬案。
早在1999年,舒德干等人就在云南澄江化石库距今5.3亿年的早寒武世地层中发现了“裸体”昆明鱼和海口鱼,将已知最古老脊椎动物记录前推了约5000万年,被英国《自然》杂志评述为“逮住第一鱼”问题,从而给难题破解带来了希望。然而,这两种鱼最初被报道时各自仅有一枚标本,形态解剖学信息相当有限,尤其缺乏普通脊椎动物本该具备的脊椎构造和头部构造两方面最关键的信息,其进化地位难以确定。西北大学早期生命研究所新近发现的数百枚海口鱼软躯体构造标本,提供了大量新的重要生物学信息,正好包括了头部构造和原始脊椎构造两方面内容,这就为研究脊椎动物关键器官起源演化提供了可靠的实物证据。据悉,这已是《自然》杂志第七次发表舒德干等人关于“寒武纪生命大爆发”中后口动物研究的系列性成果。
据舒德干介绍,从无脊椎动物(无头类)跃进到脊椎动物(有头类)包含一系列胚胎发育和形态学上的创新,其中就有原始脊椎的出现和头部视觉、嗅觉、听觉等感官的出现。单从脊椎骨的发育程度上看,海口鱼似乎比现生最低等的脊椎动物更为脊椎动物化,但它还没有发育出真正的软骨型头颅,因此,在这方面它又不及现生最低等的脊椎动物进步。另外,海口鱼生殖器官的演替也明显滞后于其非生殖器官的进化。
舒德干教授说,这一已知最古老的脊椎动物独特的构造特征,很可能代表着学界期盼已久的由无头类进化到有头类的关键环节。同时,对现生和化石低等鱼类进行分支谱系分析的结果也证实,海口鱼的确是已知最原始的脊椎动物,这也说明我国南方很可能就是整个脊椎动物演化大树的发祥地。