“鴨嘴獸古魚”Brindabellaspis（前景中央）和其他史前魚類復(fù)原圖（楊洪宇、年前鄭秋旸繪）。鴨嘴魚的有頜演化畫面右上方的提出大白鯊和人類潛水員為現(xiàn)代有頜脊椎動(dòng)物的代表。

Brindabellaspis化石標(biāo)本的學(xué)億新知新框CT重建，顯示其顱頂甲、年前腦顱、鴨嘴魚的有頜演化腦腔和內(nèi)耳骨迷路結(jié)構(gòu)。提出 

早期脊椎動(dòng)物內(nèi)耳及內(nèi)淋巴系統(tǒng)的演化。 
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所：北京時(shí)間2021年1月28日凌晨0時(shí)，中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱幼安、盧靜、朱敏帶領(lǐng)由中國、澳大利亞、英國和瑞典學(xué)者組成的合肥高級(jí)資源上門服務(wù)vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)研究團(tuán)隊(duì)，在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上發(fā)表了他們對(duì)4億年前的澳大利亞盾皮魚類腦腔、內(nèi)耳和內(nèi)淋巴系統(tǒng)精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)的最新研究成果及其對(duì)有頜脊椎動(dòng)物早期演化框架的沖擊。 
大多數(shù)脊椎動(dòng)物，包括人類自身均屬于有頜類。現(xiàn)代有頜類包括軟骨魚類、硬骨魚類及后者登上陸地的后裔。而從頜的起源到現(xiàn)代有頜類最近共同祖先出現(xiàn)之間的系統(tǒng)演化空間，為一群被統(tǒng)稱為“盾皮魚類”的早期有頜魚類所填充，現(xiàn)代有頜類共同的身體藍(lán)圖及許多重要器官特征的起源，就需要到這中間去尋找。 
布林達(dá)貝拉魚（Brindabellaspis stensioi）是一種中等體型的盾皮魚類，顯著特征為有一長而扁的吻部，生活在4億年前澳大利亞東部的陸表淺海礁區(qū)，被戲稱為“鴨嘴獸古魚”。早在1980年，澳大利亞著名古魚類學(xué)者加文·楊（Gavin C. Young）就發(fā)表了布林達(dá)貝拉魚腦顱解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的詳盡專論。保存精美的腦顱和腦腔展示了一些非常原始的特征，暗示著布林達(dá)貝拉魚的系統(tǒng)位置很可能接近整個(gè)有頜類起源的節(jié)點(diǎn)。但限于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段的限制，只能通過經(jīng)酸蝕法清修的化石標(biāo)本的破損部位，一窺腦顱內(nèi)部腔體構(gòu)造，其內(nèi)耳半規(guī)管和內(nèi)淋巴系統(tǒng)的細(xì)節(jié)無法確切得知。 
朱幼安等人應(yīng)用高精度CT掃描數(shù)據(jù)，對(duì)在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的兩件新的、沒有進(jìn)行徹底酸蝕法清修的布林達(dá)貝拉魚頭部標(biāo)本進(jìn)行掃描和詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，正是在過去不可知的區(qū)域內(nèi)，隱藏著十分重要的信息。布林達(dá)貝拉魚內(nèi)耳的上部(pars superior，即半規(guī)管)和下部（pars inferior，即前庭，包括橢圓囊和球囊）界限分明，前后半規(guī)管以發(fā)達(dá)的總腳（crus commue）和橢圓囊上腔（sinus superior）相連，這與之前所知的其他盾皮魚類內(nèi)耳十分不同，而與現(xiàn)代有頜類相似。事實(shí)上，這一系列特征可以在包括人類在內(nèi)的大部分現(xiàn)代有頜類中找到。 
內(nèi)淋巴液是充盈在內(nèi)耳膜迷路中的液體。包括人類在內(nèi)的陸地脊椎動(dòng)物以及大部分硬骨魚類都有封閉的內(nèi)淋巴系統(tǒng)，人耳的內(nèi)淋巴液壓力失衡會(huì)導(dǎo)致令患者極為痛苦，且?guī)缀鯚o法治愈的美尼爾氏病（Ménière's disease）。與此不同，許多早期魚類有開放的內(nèi)淋巴系統(tǒng)，內(nèi)淋巴液與外界水體相通。多數(shù)盾皮魚類和無頜的甲胄魚類內(nèi)耳均由一根簡單的內(nèi)淋巴管直通外界，而現(xiàn)代有頜類則發(fā)育有膨大的內(nèi)淋巴囊。研究發(fā)現(xiàn)，布林達(dá)貝拉魚擁有發(fā)達(dá)的內(nèi)淋巴囊，該內(nèi)淋巴囊向內(nèi)通過一垂直小管與內(nèi)耳前庭相連，向外又由穿透顱頂?shù)膬?nèi)淋巴管與外界相通， 這與現(xiàn)代有頜類，特別是與軟骨魚類模式基本一致，進(jìn)一步支持了布林達(dá)貝拉魚與現(xiàn)代有頜類較近的關(guān)系。 
對(duì)最早期有頜類演化關(guān)系的爭論由來已久。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為盾皮魚類形成一個(gè)自然類群，近年來，許多學(xué)者認(rèn)為盾皮魚類只是許多最早期有頜類的集合，代表了從無頜的甲胄魚演化到硬骨魚軟骨魚之間一系列的中間狀態(tài)。論文除了上述對(duì)內(nèi)耳的研究外，還通過CT掃描數(shù)據(jù)重新訂正了布林達(dá)貝拉魚顱頂甲骨片的型式，并認(rèn)為一些過去歸為布林達(dá)貝拉魚自有的特化性狀，如向前分開的嗅束等，實(shí)際上可以與現(xiàn)代有頜類比較。 
根據(jù)這些新加入的數(shù)據(jù)，論文詳細(xì)厘定了有頜類特征矩陣，對(duì)其進(jìn)行的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于最簡約假設(shè)的系統(tǒng)演化樹與之前假說有較大區(qū)別。在新提出的假說中，盾皮魚類確實(shí)不能構(gòu)成一個(gè)單系或自然類群，不過，有頜類可能很早就分開形成兩個(gè)大的支系，其中一個(gè)單系類群包括了我們所知的大部分盾皮魚類，另一個(gè)支系包括了現(xiàn)代有頜類和與它們關(guān)系較近但仍為盾皮魚類形態(tài)的屬種。布林達(dá)貝拉魚位于這些向現(xiàn)代有頜類演化的盾皮魚的根部。而一些形態(tài)和生活方式接近硬骨魚類和軟骨魚類的盾皮魚類，如著名的泥盆紀(jì)超級(jí)掠食者鄧氏魚所屬的節(jié)甲類，與現(xiàn)代有頜類的相似性主要是趨同演化而來，而不是因?yàn)樗鼈兙哂休^近的親緣關(guān)系。 
布林達(dá)貝拉魚的研究展現(xiàn)了對(duì)過去經(jīng)典標(biāo)本的重新認(rèn)識(shí)對(duì)現(xiàn)有早期脊椎動(dòng)物演化框架的沖擊。近期，在中國發(fā)現(xiàn)了大量保存完好的志留紀(jì)有頜魚類，它們已經(jīng)非常接近頜起源的時(shí)間和系統(tǒng)演化節(jié)點(diǎn)。對(duì)它們的深入研究將提供全新的資料，有望在頜的起源、有頜類早期演化框架等一系列重大科學(xué)問題上取得空前的突破。 
本研究受到國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、面上項(xiàng)目和中科院先導(dǎo)戰(zhàn)略專項(xiàng)等項(xiàng)目支持。 
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.12.046
相關(guān)報(bào)道：最新研究：4億年前“鴨嘴獸古魚”是現(xiàn)代有頜類“親戚”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中新網(wǎng)北京1月28日電（記者 孫自法）：4億年前的“鴨嘴獸古魚”，與包括人類在內(nèi)的現(xiàn)代有頜類動(dòng)物有關(guān)系嗎？中外科學(xué)家最新一項(xiàng)合作研究發(fā)現(xiàn)并提出有頜脊椎動(dòng)物早期演化新框架，認(rèn)為它們之間是生物進(jìn)化史上較近的“親戚”。
中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(中科院古脊椎所)朱幼安、盧靜、朱敏領(lǐng)導(dǎo)的由中國、澳大利亞、英國和瑞典等學(xué)者組成的國際合作研究團(tuán)隊(duì)，通過對(duì)4億年前的“鴨嘴獸古魚”化石標(biāo)本深入研究并獲得重要進(jìn)展，其成果論文北京時(shí)間28日在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》上發(fā)表。
現(xiàn)代有頜類的“前世今生” 
論文第一作者朱幼安介紹說，大多數(shù)脊椎動(dòng)物，包括人類自身均屬于有頜類，即有頜的脊椎動(dòng)物。現(xiàn)代有頜類包括軟骨魚類、硬骨魚類及后者登上陸地的后裔。而從頜的起源到現(xiàn)代有頜類最近共同祖先出現(xiàn)之間的系統(tǒng)演化空間，為一群被統(tǒng)稱為“盾皮魚類”的早期有頜魚類所填充，現(xiàn)代有頜類共同的身體藍(lán)圖及許多重要器官特征的起源，就需要到這中間去尋找。
被戲稱為“鴨嘴獸古魚”的布林達(dá)貝拉魚(Brindabellaspis)，就是一種中等體型的盾皮魚類，其顯著特征為有一長而扁的吻部，生活在4億年前澳大利亞東部的陸表淺海礁區(qū)。
早在1980年，澳大利亞古魚類學(xué)者就已發(fā)表布林達(dá)貝拉魚腦顱解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的詳盡專論，認(rèn)為其保存精美的腦顱和腦腔展示出一些與無頜類相似的特征，暗示布林達(dá)貝拉魚是一種很原始的古魚類。不過，受限于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段，科學(xué)家只能通過化石標(biāo)本的破損部位推測腦顱內(nèi)部腔體構(gòu)造，其內(nèi)耳半規(guī)管和內(nèi)淋巴系統(tǒng)等細(xì)節(jié)無法確切得知。
研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代有頜類遠(yuǎn)古“親戚” 
最新的國際合作研究中，朱幼安等應(yīng)用高精度CT掃描數(shù)據(jù)，對(duì)在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的兩件新的布林達(dá)貝拉魚頭部標(biāo)本進(jìn)行掃描和詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，正是在過去不可知的區(qū)域內(nèi)，隱藏著十分重要的信息——布林達(dá)貝拉魚內(nèi)耳的上部(即半規(guī)管)和下部(即前庭，包括橢圓囊和球囊)界限分明，前后半規(guī)管以發(fā)達(dá)的總腳和橢圓囊上腔相連，這與之前所知的其他盾皮魚類內(nèi)耳十分不同，而與現(xiàn)代有頜類相似。事實(shí)上，這一系列特征可以在包括人類在內(nèi)的大部分現(xiàn)代有頜類中找到。
內(nèi)淋巴液是充盈在內(nèi)耳膜迷路中的液體。包括人類在內(nèi)的陸地脊椎動(dòng)物以及大部分硬骨魚類都有封閉的內(nèi)淋巴系統(tǒng)。與此不同，許多早期魚類有開放的內(nèi)淋巴系統(tǒng)，內(nèi)淋巴液與外界水體相通。多數(shù)盾皮魚類和無頜的甲胄魚類內(nèi)耳均由一根簡單的內(nèi)淋巴管直通外界，而現(xiàn)代有頜類則發(fā)育有膨大的內(nèi)淋巴囊。
研究發(fā)現(xiàn)，布林達(dá)貝拉魚擁有發(fā)達(dá)的內(nèi)淋巴囊，該內(nèi)淋巴囊向內(nèi)通過一垂直小管與內(nèi)耳前庭相連，向外又由穿透顱頂?shù)膬?nèi)淋巴管與外界相通，這與現(xiàn)代有頜類，特別是與軟骨魚類模式基本一致，進(jìn)一步支持了布林達(dá)貝拉魚與現(xiàn)代有頜類較近的關(guān)系。
詳細(xì)厘定有頜類特征矩陣提出新假說 
論文通訊作者盧靜指出，對(duì)最早期有頜類演化關(guān)系的爭論由來已久。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為盾皮魚類形成一個(gè)自然類群，近年來，許多學(xué)者認(rèn)為盾皮魚類只是許多最早期有頜類的集合，代表了從無頜的甲胄魚演化到硬骨魚軟骨魚之間一系列的中間狀態(tài)。
她說，合作團(tuán)隊(duì)除對(duì)布林達(dá)貝拉魚內(nèi)耳進(jìn)行研究外，還通過CT掃描數(shù)據(jù)重新訂正布林達(dá)貝拉魚顱頂甲骨片的型式，并認(rèn)為一些過去歸為布林達(dá)貝拉魚自有的特化性狀，如向前分開的嗅束等，實(shí)際上可以與現(xiàn)代有頜類比較。
根據(jù)這些新加入的數(shù)據(jù)，合作團(tuán)隊(duì)詳細(xì)厘定有頜類特征矩陣，對(duì)其進(jìn)行的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于最簡約假設(shè)的系統(tǒng)演化樹與之前假說有較大區(qū)別。在新提出的假說中，盾皮魚類確實(shí)不能構(gòu)成一個(gè)單系或自然類群，不過，有頜類可能很早就分開形成兩個(gè)大的支系，其中一個(gè)單系類群包括目前所知的大部分盾皮魚類，另一個(gè)支系包括現(xiàn)代有頜類和與它們關(guān)系較近但仍為盾皮魚類形態(tài)的屬種。
新研究指出布林達(dá)貝拉魚位于向現(xiàn)代有頜類演化的盾皮魚的根部，而一些形態(tài)和生活方式接近硬骨魚類和軟骨魚類的盾皮魚類，如著名的泥盆紀(jì)超級(jí)掠食者鄧氏魚所屬的節(jié)甲類，與現(xiàn)代有頜類的相似性主要是趨同演化而來，而不是因?yàn)樗鼈兙哂休^近的親緣關(guān)系。
盧靜表示，布林達(dá)貝拉魚的最新研究展現(xiàn)出對(duì)過去經(jīng)典標(biāo)本的重新認(rèn)識(shí)和對(duì)現(xiàn)有早期脊椎動(dòng)物演化框架的沖擊。近期，在中國發(fā)現(xiàn)了大量保存完好的志留紀(jì)(距今約4.4億至4.19億年)有頜魚類，它們已經(jīng)非常接近頜起源的時(shí)間和系統(tǒng)演化節(jié)點(diǎn)，后續(xù)的深入研究將提供全新資料，有望在頜的起源、有頜類早期演化框架等一系列重大科學(xué)問題上取得重要突破。

(責(zé)任編輯：休閑)