云南早期有颌类化石形态学研究新进展

有颌类的出现是脊椎动物演化历史上的里程碑,云南是世界早期有颌类研究的最重要的地区之一。云南的盾皮鱼类包含在节甲鱼类、瓣甲鱼类、胴甲鱼类三大类群和向硬骨鱼类的过渡类群中,硬骨鱼类以肉鳍鱼类为主,棘鱼类、软骨鱼类和部分硬骨鱼类呈微体化石保存。云南早期有颌类化石的形态学研究已经历了56年,本文回顾总结发现于云南、分布在5个动物群16个组合中的75属82种早期有颌类的整体形态学特征,并展望云南早期有颌类化石未来的研究方向。

人类颌骨源何处——志留纪古鱼“王国”出新知

一条距今4．23亿年前的志留纪盾皮鱼，填补了包括人类在内的脊椎动物的颌骨如何从最原始的原颌状态演化到硬骨鱼全颌状态的缺失环节，人的面孔起源可以追溯到那遥远的志留纪。

古鱼展新脸:初始全颌鱼的发现

对古生物学家来说，发现初始全颌鱼引起的关注不亚于物理学家找到了希格斯玻色子。它极大地冲击了人们对早期脊椎动物演化的理解。可说是自始祖鸟以来最激动人心的化石发现之一。

中外科学家为脊椎动物颌的起源提供关键证据

8月18日出版的《自然》杂志以封面故事的形式报道了中外科学家一项有关脊椎动物颌起源的重要成果。他们对来自中国的4亿年前无颌类盔甲鱼的脑内颅进行三维复原,相关研究结果解决了长期以来困扰古生物学家和发育生物学家的难题。此项研究由中科院古脊椎动物与古人类研究所盖志琨。

揭开生命演化奥秘的竟然是4.4亿年前的鱼类化石

地球上现存99.8%的脊椎动物都具有上颌与下巴,这些器官是怎么演化来的?中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在重庆、贵州等地约4.4亿年前的志留纪早期地层中发现两个化石库,首次为有颌类的崛起与最早期辐射分化提供确切证据,并据此取得一系列新发现,填补了脊椎动物“从鱼到人”演化史上缺失的最初始环节。

4亿年前“鸭嘴兽古鱼”的脑腔和内耳新知提出有颌脊椎动物早期演化新框架

北京时间2021年1月28日凌晨0时,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱幼安、卢静、朱敏带领由中国、澳大利亚、英国和瑞典学者组成的研究团队,在《当代生物学》(Current Biology)杂志上发表了他们对4亿年前的澳大利亚盾皮鱼类脑腔、内耳和内淋巴系统精细解剖结构的最新研究成果及其对有颌脊椎动物早期演化框架的冲击。大多数脊椎动物,包括人类自身均属于有颌类。现代有颌类包括软骨鱼类、硬骨鱼类及后者登上陆地的后裔。

有颌脊椎动物的黎明——志留纪早期鱼类化石揭示有颌脊椎动物的崛起

只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌类.人类的身体构型和很多重要器官的起源都可追溯到有颌类演化之初.颌的出现与有颌的类崛起具体发生在何地、是如何及为何而发生?已经灭绝的一些有颌类位于脊椎动物之树的什么位置?这些问题需要化石证据及古生物学研究来回答.

大鱼之始——曲靖潇湘动物群中发现志留纪最大的脊椎动物

云南曲靖4.23亿年前的潇湘动物群在世界上独一无二地完好保存了大量志留纪有颌脊椎动物化石。2014年6月,中国科学家报道了潇湘动物群中的新成员,一种被命名为钝齿宏颌鱼(Megamastax amblyodus)的硬骨鱼,这是目前为止志留纪最大的脊椎动物。现有证据显示钝齿宏颌鱼属原始肉鳍鱼类,体长可达1.2 m,其牙齿适应捕食带硬壳的猎物,可能在食物链中占据较高的位置。这是潇湘动物群继梦幻鬼鱼和初始全颌鱼之后的又一重要发现,该发现挑战了早泥盆世埃姆斯期前不存在大型脊椎动物的传统看法,同时促使研究者重新思考已有的古大气/古海洋氧气含量变化理论模型,以及其与脊椎动物演化之间的关系。

适应性免疫系统抗原受体祖先基因的发现与研究

由B细胞介导的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫为动物抵抗病毒和细菌等病原微生物的感染提供了重要的适应性免疫防线。同时,适应性免疫又是动物疫苗研制的原理所在。依赖RAG重组酶的适应性免疫系统为有颌类脊椎动物所独有,其起源可追溯至大约5 亿年前:转座子侵入非重排型免疫球蛋白超家族(Immunoglobulin superfamily, IgSF) 基因,经过基因组复制和演化,形成了今天的B 细胞受体BCR (B cell receptor)和T 细胞受体(TCR)基因座。目前关于BCR/TCR 祖先基因的了解较少,而寻找新的祖先基因不仅能够拓宽关于免疫相关基因家族的认识,还能根据其响应免疫刺激的分子机制为动物疫病防治提供新的思路。

科学家发现迄今最古老的“梦幻鬼鱼”

中国科学家在云南曲靖距今4亿多年前的地层中发现了一件迄今为止全球最古老的近乎完整的硬骨鱼化石,并将这条具有许多原始特征的古鱼命名为"梦幻鬼鱼"。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏等科学家在《自然》杂志上发表了有关这项成果的文章。美国科学家称,这一发现将有关包括人类在内的现生脊椎动物起源的探索从泥盆纪(4.16至3.59亿年前)推向了更加久远的志留纪(4.43至4.16亿年前)。

云南曲靖再次发现保存较完整的志留纪硬骨鱼

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在早期脊椎动物研究领域取得新进展。《公共科学图书馆-综合》杂志近期报道了楚步澜博士等的最新科研成果,他们描述了一种4.2亿年前身披奇特鳞片的古鱼——丁氏甲鳞鱼,为探索有颌脊椎动物的早期分化以及硬骨鱼类的起源提供了新的化石实证。作为志留纪潇湘脊椎动物群的新成员,甲鳞鱼进一步支持云南曲靖是有颌脊椎动物的早期分化中心,表明早在志留纪（4.44-4.19亿年前）地球就已经进入了“鱼类时代”。继梦幻鬼鱼之后，丁氏甲鳞鱼成为第二种较完整保存的志留纪硬骨鱼。

"从鱼到人"有了关键证据

颌骨——上颌与下巴的出现,是脊椎动物"从鱼到人"的演化史上最关键的跃升之一,也是人类很多重要器官与身体构型形成的"起点".但因为化石的缺失,有颌类的起源与演化一直成谜——它们仿佛是突然出现的,古脊椎动物学巨擘阿尔弗雷德·罗美尔曾将其称为"古生物学史上一个顽固存在的重大空白".

颌的起源:发育生物学假说与化石实证的交叉

从分子生物学、发育生物学与古生物学等多角度评述了脊椎动物颌的起源研究中的最新进展.发育遗传学的一系列进展促成了颌演化异位理论的提出,即颌的起源,是在上皮-外胚层间质细胞相互作用中,由于口腔发育调控基因的异位表达所导致的一次演化上的创新.在无颌类七鳃鳗的发育过程中,外胚层间质细胞的向前生长由于受到中央鼻垂体板的阻挡,无法像有颌类那样发育成颌和颅桁.因此,该理论推测鼻垂体复合体的分裂是颌发育的最根本的先决条件,应该发生在颌的起源之前.鼻垂体复合体的分裂可能也是促成有颌类双鼻孔起源的一次关键的演化事件,它允许刺猬基因家族调控鼻基板的发育,从而形成侧位的鼻囊.盔甲鱼类是4.35-3.7亿年前生活在中国和越南北部的一种地方性色彩很浓的＂甲胄鱼类＂.盔甲鱼类曙鱼脑颅的三维复原显示其成对的鼻囊位于口鼻腔两侧,而垂体管向前开向口鼻腔中部,三者彼此分开.因此,盔甲鱼类化石提供了无颌类鼻垂体复合体在颌起源之前分裂的关键证据,从而佐证了颌演化的异位理论.藉助于同步辐射X射线断层扫描技术,本文进一步揭示出盔甲鱼类可能已经具有了有颌类特有的颅桁衍生构造（譬如眶鼻间隔、筛骨板）,为探讨脊椎动物脑颅在颌的起源之前如何重组提供了关键资料.在探讨颌的起源及相关问题上,盔甲鱼类较之于骨甲鱼类在很多方面是一个更好的对比模型.盔甲鱼类脑颅所揭示出的一些与有颌类共有的进步性状,表明盔甲鱼类有可能取代骨甲鱼类成为有颌脊椎动物的姐妹群.本研究提供了一个发育生物学假说与古生物化石实证相互交叉的有趣案例.

有颌脊椎动物如何起源与崛起?

包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物物种都具有颌骨(上颌与下巴),统称为有颌脊椎动物或有颌类.在“从鱼到人”的脊椎动物演化史上,有颌类的起源与崛起无疑是最关键的跃升之一.伴随着颌的出现,鱼类脑和面部器官发生大的重组,提高了脊椎动物的摄食和呼吸能力,大大增加了其演化潜力,特别是向体型较大、占据更广阔生态位发展的潜力.人类的许多重要器官都可追溯到有颌类演化之初.因此,有颌类的起源与崛起一直是演化生物学关注的重点领域(Brazeau and Friedman,2015;Bi et al.,2021).

2023年度中国古生物学十大进展

中国古生物学会发布2023年度中国古生物学十大进展,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、中国地质大学(武汉)、中山大学、成都理工大学、北京大学等科研院所和高校领衔完成的一批具有国际水平的科研成果入选。此次入选的“2023年度中国古生物学十大进展”包括:进展一贵阳生物群揭示现代类型海洋生态系统的崛起进展二中国发现新的鸟翼类恐龙和侏罗纪陆相动物群进展三基干有颌类与有颌类冠群特征组合的深时起源.

我国发现的几种古生代鱼类化石及其在鱼类演化中的位置

通过介绍我国发现的几种古生代鱼类化石 。

不断横跳,螃蟹在海陆之间往返了多少次?

由中科院古脊椎动物与古人类研究所等单位进行的“从鱼到人”探源研究,揭示出从鱼到人演化过程需近5亿年,先后经历了最早的无颌类演化变成有颌类、肉鳍鱼类,之后登上陆地变成两栖类和哺乳动物,最终演化成人类这样一个漫长的过程。

人类起源,那些光怪陆离的传说

2022年10月3日,诺贝尔生理学或医学奖揭晓。奖项授予瑞典科学家斯万特·帕博(SvantePaabo),以表彰他在人类进化以及已灭绝古人类基因组研究方面作出的贡献。前不久,中国的科学家们也公布了最新研究成果,证实人类是从鱼进化来的,从鱼到人演化过程需近5亿年,先后经历从最早的无颌类演化变成有颌类、肉鳍鱼类,之后登上陆地变成两栖类和哺乳动物,最终演化成人类这样一个漫长的过程。

考古研究

4亿年前"鸭嘴兽古鱼"的脑腔和内耳新知提出有颌脊椎动物早期演化新框架中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱幼安、卢静、朱敏带领国际联合研究团队,开展了对4亿年前的澳大利亚盾皮鱼类(布林达贝拉鱼,俗称"鸭嘴兽古鱼")脑腔、内耳和内淋巴系统精细解剖结构的研究。相关成果发表于Current Biology。根据新数据,论文详细厘定了有颌类特征矩阵,对其进行的分析结果发现,基于最简约假设的系统演化树与之前假说有较大区别。