令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线科学家们对中国新发现的一个棘齿类物种的年龄感到震惊。这一发现是最古老的无争议的有颌鱼，比第一个棘齿鱼的身体化石早了大约1500万年。研究人员的发现最近发表在《自然》杂志上。从数以千计的微小骨骼碎片中重建的新塑梵净山鱼，以著名的联合国教科文组织世界文化遗产梵净山命名，这是一种奇异的鱼类，具有外部骨质"盔甲"和多对鳍刺，使其有别于活着的颚鱼、软骨鲨鱼和鳐鱼，以及骨质鳐鱼和叶鳍鱼。来自中国科学院、曲靖师范大学和伯明翰大学的一个研究小组对梵净山鱼的检查显示，该物种在解剖学上接近于统称为刺鲨的已灭绝的刺"鲨"群。与现代鲨鱼不同的是，棘齿类动物的肩部有皮肤骨化现象，这种现象在有颌鱼类中原始存在。重建海洋中的梵净山鱼效果图梵净山鱼的化石遗骸是在中国贵州省石阡县荣西地层的骨床样本中发现的。这些发现提供了可核实的证据，证明主要的脊椎动物群在所谓的"鱼类时代"开始的4.2亿年前就已经开始了多样化。科学家们发现了使梵净山鱼区别于其他所有已知脊椎动物的特征。它的胸骨、胸骨前和骨盆前的刺与真皮肩胛骨板融合成一个整体。此外，人们发现肩板的腹侧部分延伸到胸鳍棘的后缘。该物种拥有独特的躯干鳞片，这些鳞片的冠部是由一排类似牙齿的元素（odontodes）组成的，上面有不规则的结节状脊。奇怪的是，在鳞片中记录了齿状物的生长，但在真皮骨架的其他部分，如鳍刺中却没有。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）的朱敏教授说："这是已知解剖学最古老的有颌鱼。新的数据使我们能够将梵净山鱼置于早期脊椎动物的系统发育树中，并获得关于导致重要脊椎动物适应性（如颚、感觉系统和成对的附属物）起源的进化步骤的急需信息。"从一开始，科学家们就清楚地知道，梵净山鱼的肩部腰部及其鳍刺阵列，是确定这个新物种在早期脊椎动物进化树上的位置的关键。出乎意料的是，梵净山鱼的骨骼化石显示了广泛的吸收和重塑的证据，这些证据通常与包括人类在内的骨质鱼类的骨骼发育有关。首席作者、曲靖师范学院的研究员普拉门-安德烈夫博士说："这种程度的硬组织改造在软骨鱼类中是前所未有的，这个群体包括现代软骨鱼类和它们的灭绝祖先。这说明在有颌鱼多样化开始时，矿化骨架的发育可塑性比目前了解的要大"。梵净山鱼的吸收特征在孤立的主干鳞片中最为明显，这些鳞片显示出牙状的冠状元素的脱落和鳞片基部的真皮骨的移除。薄片标本和断层扫描片显示，这个吸收阶段之后是替代冠状元素的沉积。令人惊讶的是，这种骨骼重塑的最接近的例子是在已灭绝的和活着的骨鱼的牙齿和皮牙（denticles）中发现。然而，在梵净山鱼中，吸收并不像在骨鱼中发生的那样以单个牙齿或齿条为目标，而是去除一个包括多个鳞片齿条的区域。这种奇特的替换机制与有颌脊椎动物典型的牙齿/齿条替换相比，更接近于骨骼修复。重庆鱼类化石库是世界上唯一的早期新石器时代的拉格斯塔特，它保存了完整的、从头到尾的颌骨鱼类，为窥视大量出现的"鱼类的黎明"提供了一个无与伦比的机会。对梵净山鱼的系统发育假说采用了从可观察到的特征中得出的数字矩阵，证实了研究人员的最初假设，即该物种代表了原始软骨鱼类的一个早期进化分支。这些结果对我们了解有颌鱼的起源时间具有深远的意义，因为它们与形态学上对软骨鱼和骨鱼共同祖先年龄的估计相一致，将其追溯到大约4.55亿年前，在一个被称为奥陶纪的时期。这些结果告诉我们，缺乏奥陶纪有颌鱼的无可争议的遗迹，可能是由于对相当古老的沉积物序列取样不足。他们还指出，在与梵净山亚种同时期的地层中，对牙齿、下颚和有关节的脊椎动物化石有强烈的保存偏见。"这个新发现使现有的脊椎动物进化模型受到质疑，因为它大大缩短了有颌鱼类从其最接近的无颌祖先中出现的时间框架。"伯明翰大学的IvanJ.Sansom博士说："这将对我们如何评估早期脊椎动物的进化率以及这些群体的形态和分子变化之间的关系产生深远影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331527.htm

科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石

科学家发现活跃于1.5亿年前的鳐鱼物种Aellopobatisbavarica化石Aellopobatisbavarica：新发现的物种，完整的化石仅产于德国。该物种也是所有物种中体型最大的，可长到170厘米。资料来源：Türtscher等人（2024年，图4）这项研究极大地扩展了人们对这些古老软骨鱼类的了解，并提供了对过去海洋生态系统的进一步认识。在她的新研究中，维也纳大学古生物学研究所的古生物学家朱莉娅-蒂尔茨彻（JuliaTürtscher）研究了侏罗纪晚期的52种鳐鱼化石。这些鳐鱼化石距今已有1.5亿年的历史，当时欧洲大部分被海洋覆盖，只有少数几个岛屿，相当于今天的加勒比海。侏罗纪晚期的标本对科学家来说尤为珍贵，因为它们是已知保存完整的最古老的鳐鱼标本之一。由于浑身软骨的鳐鱼化石通常只会保留牙齿，这种罕见的骨骼发现为了解鳐鱼的早期演化提供了令人兴奋的线索。尽管人们对这些保存异常完好的化石（来自德国、法国和英国）已经了解了一段时间，但它们在很大程度上还未被探索过。Türtscher的研究首次对这些鳐鱼的体形变化进行了全面分析。古生物学家JuliaTürtscher在慕尼黑巴伐利亚州古生物学和地质学收藏馆，馆内展出了几件鳐鱼新物种的标本。资料来源：PatrickL.Jambura研究结果表明，晚侏罗世全形态（完全保存）鳐鱼的种类比以前想象的要多。Türtscher说："到目前为止，晚侏罗世仅确认了3种全形鳐鱼，但由于这项研究，现在共确认了5种鳐鱼。"根据他们的分析，研究人员确认了讨论已久的第四个物种，并记录和介绍了一个以前未被发现的新鳐鱼物种：Aellopobatisbavarica。这种鳐鱼可以长到170厘米长，以前被认为是体型更小的法国Spathobatisbugesiacus（60厘米长）的大型形态。然而，通过对骨骼结构和身体形状的详细分析，科学家们能够证明Aellopobatisbavarica是一个独立的物种。新的研究结果还表明，这五种鳐鱼出现在非常有限的地区，但作者并不愿意妄下结论说这五种鳐鱼可能是地方特有物种：Türtscher解释说："对标本牙齿形态的进一步研究，以及随后与其他地点的孤立牙齿进行比较，可能有助于重建晚侏罗世鳐鱼的古地理分布。"这项新研究的结果不仅有助于了解上侏罗世鳐鱼的生物多样性和进化情况，而且对鉴定仅从孤立的牙齿中得知的鳐鱼物种化石具有直接影响。关于这些迷人动物的不断新发现，为我们了解过去海洋生态系统的动态提供了洞察力，并凸显了保存完好的化石在重建我们的地质历史中的重要性。"我们只有同时了解一个族群的过去，包括它的进化、它对随时间变化的环境因素的适应，以及这个族群在进化史上所面临的灭绝，才能对活着的物种得出准确的结论。古生物学知识使我们能够更好地了解物种进化和灭绝背后的动态，从而帮助我们为当今的濒危物种制定更有效的保护措施"，第二作者、维也纳大学古生物学研究所的PatrickL.Jambura说。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425051.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425051.htm

4500万年前的古青蛙化石颠覆百年科学认知

4500万年前的古青蛙化石颠覆百年科学认知图片来源：A.Pieri（比萨大学）古生物学家丹尼尔-福尔克（DanielFalk）和玛丽亚-麦克纳马拉（MariaMcNamara）教授与来自爱尔兰、德国和英国的科学家一起，研究了德国中部盖瑟尔塔尔（Geiseltal）遗址中距今4500万年前的青蛙化石。引人注目的是，这些化石显示了全身软组织的轮廓。研究小组发现，青蛙化石之所以保存完好，是因为保存了远古时期的皮肤残余。研究小组利用扫描电子显微镜、同步辐射X射线分析和红外光谱等高精度技术对化石进行了研究。这些技术在二十世纪初首次发现化石时还不存在。"青蛙皮肤化石的保存质量令人惊叹--甚至连胶原纤维等亚细胞结构都保存了下来。"研究负责人、博士研究员丹尼尔-福尔克（DanielFalk）说。"青蛙的皮肤是在矿物磷酸钙中复制的，这有助于它存活数百万年"。丹尼尔说："它的皮肤保存得非常好，我们甚至可以推算出化石蛙的栖息地。保存下来的皮肤显示出了防止干燥的适应性，这表明这些青蛙化石实际上大部分时间是在陆地上度过的。"资深作者玛丽亚-麦克纳马拉（MariaMcNamara）教授说："软组织化石往往揭示了有关动物生物学的隐藏信息。我们发现，青蛙化石皮肤的保存方式与欧洲其他地点的青蛙化石相同。"DanielFalk用电子显微镜检查Geiseltal青蛙的皮肤化石样本。资料来源：DanielFalk"这一发现非常令人兴奋，因为它推翻了持续近百年的科学观点。更重要的是，化石保存的重复模式告诉我们，青蛙在4500多万年前就进化出了适应旱地生活的特殊能力"。这项研究强调了历史化石收藏的有用性，以及利用现代技术重新评估历史标本的必要性。这项研究发表在今天的《科学报告》杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428360.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428360.htm

考古学家在3.19亿年前的化石中发现世界上最古老的脊椎动物大脑

考古学家在3.19亿年前的化石中发现世界上最古老的脊椎动物大脑动物死后，由于食腐动物或分解，其肉体和器官通常会很快消失。这就只剩下骨头了，在某些情况下，骨头可以化石化，成为我们熟悉的博物馆展品。但是，如果尸体避免暴露在外界环境中，例如被迅速埋葬或被包裹在琥珀等材料中，那么皮肤或羽毛等软组织就可以存活到今天。现在，科学家们发现了已知的最古老的脊椎动物的大脑化石。该记录属于一种3.19亿年前的鱼类，即Coccocephaluswildi，它是构成现代脊椎动物中最大群体的鳐鱼的早期祖先。之前的记录保持者是一条鲨鱼，可以追溯到3亿年前，但其他著名的大脑化石包括3.1亿年前的鲎和1.33亿年前的恐龙。不过，它与已知的最古老的心脏相比毫无优势，后者是在3.8亿年前的鱼类化石中发现的。然而，C.wildi的化石并不是一个新的发现--它是在几乎一个世纪前从一个煤矿中挖出来的。但是在新的研究中，研究人员对该标本进行了CT扫描，以便在不破坏它的情况下检查它的内部，并在头骨中发现了一个明亮的圆球，表明有一种更密集的矿物，也许是黄铁矿。研究小组说，这个圆球看起来很像大脑：它从中间对称，有类似于脑室的空隙，还有似乎是颅神经的丝状物质。科学家放大了头骨所在的区域，进行了第二次更高分辨率的扫描，从而确认了这就是世界上最古老的脊椎动物大脑化石。艺术家对Coccocephaluswildi的印象，突出了其保存的大脑的不寻常的形状研究小组说，这种原始的保存可能是因为该鱼死后很快就被埋在了沉积物下，当时几乎没有氧气存在。一个有利于软组织化石的化学微环境似乎也在其头骨内形成。这一发现也可以填补鱼类进化故事中的一些空白。据研究人员称，C.wildi的大脑与鲟鱼和匙吻鲟的大脑最为相似，而这两种鱼恰好被认为是"活化石"，因为它们在3亿多年前就已经与其他鲼鳍鱼类的进化分道扬镳。弗里德曼说："与所有活着的鳐鱼不同，C.wildi的大脑是向内折叠的。因此，这块化石捕捉到的是鳐鱼大脑的这一标志性特征进化之前的时间。这为我们提供了一些关于这一特征何时进化的约束条件--在关于C.wildi的新数据之前，我们没有很好地掌握这一点。"该团队认为，这种大脑保存的情况比以前认为的更常见。在未来的工作中，他们计划开始寻找它们。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342833.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342833.htm

有腿的鱼？3.75亿年前的鱼化石揭开了进化的秘密

有腿的鱼？3.75亿年前的鱼化石揭开了进化的秘密3.75亿年前的化石鱼Tiktaalikroseae的新骨骼重建图。在一项新的研究中，研究人员利用微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术揭示了这种鱼以前隐藏在岩石下的脊椎骨和肋骨。新的重建显示，这种鱼的肋骨很可能连接到骨盆上，这种创新被认为是支撑身体和最终进化出行走的关键。资料来源：宾夕法尼亚州立大学托马斯-斯图尔特包括宾夕法尼亚州立大学生物学家在内的一个研究小组完成了对距今3.75亿年的化石鱼Tiktaalik的骨骼的新重建，Tiktaalik是有肢脊椎动物的近亲之一。新的重建结果表明，这种鱼的肋骨很可能与骨盆相连，这种创新被认为是支撑身体和最终进化出行走的关键。4月2日，《美国国家科学院院刊》发表了一篇论文，介绍了利用微型计算机断层扫描技术（micro-CT）扫描化石并揭示出以前隐藏在岩石下的鱼类脊椎骨和肋骨的新重建方法。宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物学助理教授、研究小组负责人之一汤姆-斯图尔特（TomStewart）说："Tiktaalik于2004年被发现，但其骨骼的关键部分尚不为人知。这些新的高分辨率微CT扫描向我们展示了Tiktaalik的脊椎骨和肋骨，使我们能够全面重建它的骨骼，这对于了解它是如何在世界上移动的至关重要"。大多数鱼类的脊椎骨和肋骨在躯干的长度上是相同的，而有肢脊椎动物的轴向骨骼则不同，从头部到尾部，脊椎骨和肋骨的差异很大。这种区域化的进化使得脊椎动物能够发挥特殊的功能，其中之一就是骶骨区的肋骨与骨盆之间的机械连接，从而使后肢能够支撑身体。鱼类的骨盆鳍在进化过程中与四足动物（包括人类在内的四肢脊椎动物）的后肢有关。在鱼类中，骨盆鳍和骨盆腰的骨骼相对较小，可以在体内自由浮动。研究人员解释说，在步行的进化过程中，后肢和骨盆变得大得多，并与脊椎骨形成连接，以此来支撑与支撑身体有关的力量。斯图尔特说："Tiktaalik之所以引人注目，是因为它让我们看到了这一重大的进化转变。在它的整个骨骼中，我们看到了鱼类和水中生活的典型特征与陆栖动物特征的结合。"最初对Tiktaalik的描述主要集中在骨骼的前部。化石经过精心制作，去除周围的岩石基质，露出头骨、肩带和胸鳍。这一区域的肋骨较大且膨胀，表明它们可能以某种方式支撑着身体，但尚不清楚它们的具体功能。2014年，在与骨架其他部分相同的位置发现了该鱼的骨盆，也对基质进行了清理和描述。斯图尔特说："从过去的研究中，我们知道骨盆很大，而且我们感觉后鳍也很大，但直到现在，我们还无法说明骨盆是否或如何与轴骨架相互作用。这次重建首次展示了这一切是如何结合在一起的，并为我们提供了关于行走最初可能是如何进化的线索。"研究人员解释说，与我们的髋部不同，我们的骨骼紧紧地贴在一起，而提克塔利克的骨盆和轴骨架之间的连接很可能是由韧带构成的软组织连接。"而Tiktaalik有专门的肋骨，这些肋骨通过韧带与骨盆相连。这真的令人吃惊。这种生物有如此多的特征--一对大的后附肢、大骨盆、骨盆和轴骨架之间的连接--这些都是步行起源的关键。虽然Tiktaalik可能不是在陆地上行走，但它肯定在做一些新的事情。这是一种可以用后鳍支撑自己并推动自己的鱼"。新的骨骼重建还揭示了Tiktaalik鱼头部活动的特殊性，以及该鱼骨盆鳍解剖的新细节。芝加哥大学罗伯特-R-本斯利生物和解剖学杰出服务教授尼尔-舒宾（NeilShubin）是论文的作者之一，他说："能看到如此生动的Tiktaalik骨骼细节令人难以置信。这项研究为探索3.75亿年前这种动物如何活动并与环境互动奠定了基础。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427428.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427428.htm

研究发现头骨限制了地球最早的陆地动物的进化

研究发现头骨限制了地球最早的陆地动物的进化根据科学家们进行的一项最新研究，四足动物头骨的骨头比已灭绝和活着的鱼类的骨头要少，这限制了它们数百万年的进化。通过分析从水生环境过渡到陆生环境的动物的头骨化石，科学家发现四足动物的头骨之间的连接比鱼类更复杂。头骨解剖学的这些变化非但没有促进陆地生命的多样化，反而限制了四足动物头骨的进化。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315361.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315361.htm