4亿年前“鸭嘴兽古鱼”脑腔和内耳新知提醒有颌脊椎植物晚期演变新框架

中国迷信院古脊椎植物与前人类研讨所朱幼安、卢静、朱敏率领由中国、澳年夜利亚、英国和瑞典学者构成的研讨团队，在《现代生物学》（Current Biology）上颁发了对于4亿年前的澳年夜利亚盾皮鱼类脑腔、内耳和内淋巴体系精密剖解构造的最新研讨结果及其对有颌脊椎植物晚期演变框架的冲击。

年夜多半脊椎植物，包含人类本身均属于有颌类。当代有颌类包含软骨鱼类、硬骨鱼类以及后者登上海洋的后嗣。然而，从颌的来源到当代有颌类比来独特祖先呈现之间的体系演变空间，被一群统称为“盾皮鱼类”的晚期有颌鱼类添补，当代有颌类独特的身材蓝图及一些紧张器官特征的来源，必要从中去寻觅。

布林达贝拉鱼（Brindabellaspis stensioi）是一种中等体型的盾皮鱼类，显着特征为有一长而扁的吻部，生存在4亿年前澳年夜利亚东部的陆表浅海礁区，被戏称为“鸭嘴兽古鱼”。1980年，澳年夜利亚有名古鱼类学者加文·杨（Gavin C. Young）颁发了对于布林达贝拉鱼脑颅剖解学构造的专论。保管精巧的脑颅和脑腔展现了一些原始特征，暗示布林达贝拉鱼的体系地位能够接近整个有颌类来源的节点，但受其时妙技的限定，只能通过经酸蚀法清修的化石标本的破损部位，一窥脑颅外部腔体结构，无奈确实得悉其内耳半规管和内淋巴体系的细节。

朱幼安等人利用高精度CT扫描数据，对在澳年夜利亚发现的两件新的、没有进行彻底酸蚀法清修的布林达贝拉鱼头部标本进行扫描和研讨后发现，恰是在过来不行知的区域内，暗藏侧重要信息。布林达贝拉鱼内耳的上部（pars superior，即半规管）和下部（pars inferior，即前庭，包含椭圆囊和球囊）边界清楚，前后半规管以蓬勃的总脚（crus commue）和椭圆囊上腔（sinus superior）相连，这与此前所知的其他盾皮鱼类内耳分歧，与当代有颌类类似。现实上，这些特征可在包含人类在内的年夜部门当代有颌类中找到。

内淋巴液是丰裕在内耳膜迷路中的液体，包含人类在内的海洋脊椎植物及年夜部门硬骨鱼类均有封锁的内淋巴体系，人耳的内淋巴液压力失衡会招致患者患上极痛苦且简直无奈治愈的美尼尔氏病（Ménière"大众s disease）。与此分歧，一些晚期鱼类有开放的内淋巴体系，内淋巴液与外界水体相通。多半盾皮鱼类和无颌的甲胄鱼类内耳均由一根复杂的内淋巴管纵贯外界，而当代有颌类发育有膨年夜的内淋巴囊。研讨发现，布林达贝拉鱼领有蓬勃的内淋巴囊，该内淋巴囊向内通过一垂直小管与内耳前庭相连，向外由穿透颅顶的内淋巴管与外界相通，这与当代有颌类（特殊是与软骨鱼类形式）根本一致，进一步支持了“布林达贝拉鱼与当代有颌类较近关系”的概念。

对最晚期有颌类演变关系的争执由来已久。传统概念以为盾皮鱼类造成一个自然类群；近年来，有学者以为盾皮鱼类只是一些最晚期有颌类的聚拢，代表了从无颌的甲胄鱼演变到硬骨鱼软骨鱼之间一系列的中心状态。该研讨通过CT扫描数据，从新校勘了布林达贝拉鱼颅顶甲骨片的型式，以为一些过来归为布林达贝拉鱼自有的特化性状（如向前离开的嗅束等），可与当代有颌类比拟。

依据这些新退出的数据，研讨职员厘定了有颌类特征矩阵，阐发成果发现，基于最繁复假如的体系演变树与此前的假说存在较年夜区别。在新提出的假说中，盾皮鱼类不克不及组成一个单系或自然类群，不外，有颌类能够很早就离开造成两个年夜的支系，此中一个单系类群包含了已知的年夜部门盾皮鱼类，另一个支系包含了当代有颌类和与它们关系较近但仍为盾皮鱼类形状的属种。布林达贝拉鱼位于这些向当代有颌类演变的盾皮鱼的根部。然而，一些形状和生存方式接近硬骨鱼类和软骨鱼类的盾皮鱼类（如有名的泥盆纪超等掠食者——邓氏鱼所属的节甲类），与当代有颌类的类似性次要由趋同演变而来，而非因为它们具备较近的亲缘关系。

布林达贝拉鱼的研讨展示了对过来经典标本的从新意识以及对现有晚期脊椎植物演变框架的冲击。近期，科研职员在中国发现了年夜量保管完好的志留纪有颌鱼类，其已十分接近颌来源的光阴和体系演变节点，对它们的深化研讨将提供全新的材料，无望在颌的来源、有颌类晚期演变框架等严重迷信成绩上取得停顿。(100yiyao.com）