地球是一个奇迹 科技｜中国
从重庆秀山到云南曲靖，科学家在亿年岩层中，找到了人类最遥远的"家谱"。｜制作：中国科学院古脊椎所拟石古生物可视化实验室
“像一条晒干的银鱼。”
“像一个压扁的剁椒鱼头！”
这是两位中国古生物学家，对各自研究的化石标本的描述。
一条不足三厘米，被压成薄片，沉睡在重庆秀山四亿三千万年前的岩层中；另一个近四十厘米的巨大头颅，立体地封存于云南曲靖四亿两千万年前的石头里。它们是目前人类所知最古老的硬骨鱼化石——而硬骨鱼，正是包括我们人类在内的所有陆地脊椎动物最遥远的祖先。
2026年3月，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏院士团队，以封面文章的形式，在《自然》（Nature）杂志同期背靠背发表两篇论文，报道了这两件化石的研究成果。论文揭示了硬骨鱼类起源阶段前所未知的形态细节，填补了“从鱼到人”演化链条上一段关键的空白。
这是一个跨越四亿年时光的故事。
为什么是硬骨鱼？
在脊椎动物的生命之树上，硬骨鱼类占据着极为特殊的位置。它们现存的两大支系——辐鳍鱼类和肉鳍鱼类——分别征服了水域和陆地。
辐鳍鱼类演化出超过三万个物种，从八千米深海到季节干涸的水塘，几乎占据了地球上所有水域生态位，我们在菜市场、水族箱和钓鱼中遇到的绝大多数鱼类都属于这一支系。
而肉鳍鱼类虽然在水中已经式微，仅存两种空棘鱼和六种肺鱼，但它们中的一支在泥盆纪登上陆地，演化出四足动物——从青蛙到恐龙，从猫狗到人类。
换言之，硬骨鱼类构成了脊椎动物演化的主干。理解它们的起源，就是理解我们自身的来处。
然而，在辐鳍鱼类与肉鳍鱼类分化之前，最原始的硬骨鱼究竟是什么模样？这个问题困扰了古生物学界超过半个世纪。
过去的化石记录中，可能属于早期硬骨鱼的材料大多只是零散的牙齿、鳞片和棘刺碎片，完整的身体信息几乎为零。
科学家们只能依靠这些“只言片语”进行推测：由于早期化石记录中肉鳍鱼类远多于辐鳍鱼类，许多人推测，硬骨鱼的祖先形态更接近粗壮的肉鳍鱼，而我们熟悉的流线型辐鳍鱼体形是后来才演化出来的。
直到中国的两处化石产地——重庆秀山和云南曲靖——给出了各自的答案。
“伊甸园”：重庆秀山生物群
重庆秀山，地处渝、湘、黔三省交界，武陵山深处。这里有一座大桌状山，名叫川河盖。2019年，川河盖新修了一条盘山公路，当地人称“四十五道拐”——从山脚到山顶，公路要拐四十五次。
朱敏人在北京，通过卫星地图发现了这条新路。新路意味着新的岩层剖面暴露，他立即通知了在重庆的团队成员。团队沿着山路，从山脚开始，一路攀爬一路敲击岩壁。那是重庆的九月，“秋老虎”正凶，阳光下站三分钟就可能让人眼花。一群人拿着地质锤，在陡峭的山路上一路向上。
到第三十八道拐时，朱敏的博士后李强在嬉戏中一脚踩进路旁的排水沟，发现沟里一块落石上似乎有鱼的痕迹。就是这个看似偶然的发现，正式揭开了重庆特异埋藏生物群的序幕。
重庆生物群的地层属于志留纪早期，距今约四亿三千万余年。据科学推演，有颌鱼类（即长有“下巴”的鱼类）的起源不晚于四亿五千万年前。
然而在此之前，全世界范围内从未找到过志留纪早期完整的有颌脊椎动物化石。由于化石记录的空白，有颌鱼类在诞生后最初几千万年里，一直是一群漂浮在理论中的“幽灵”。
2022年，朱敏团队在《自然》杂志同期发表四篇论文，报道了重庆生物群中一批前所未见的志留纪早期有颌鱼类，包括属于盾皮鱼类的“奇迹秀山鱼”，以及世界上已知最早、保存最完好的软骨鱼类化石“蠕纹沈氏棘鱼”。这些发现引发了学界的集体震惊——那些“理论上存在”的鱼，终于在秀山被找到了。
在距今四亿多年前的志留纪，那些只有几厘米长的小鱼，在秀山这片古老的海域出现、繁衍、扩散。在我看来，秀山化石点的意义，就好像古鱼乃至恐龙，以及包括我们人类在内的所有现今陆地脊椎生物的“伊甸园”，或者说是生命演化的盘古开天辟地之处。
但一个关键的问题始终悬而未决：这个“伊甸园”里，有没有硬骨鱼？软骨鱼的“姊妹”——那个真正通向人类的谱系——是否也曾在这里出现过？
“晒干的银鱼”：最早的硬骨鱼
时隔三年，答案揭晓。
经过数年不间断的发掘，团队在2022年从重庆生物群中发现了一块珍贵的化石。它保存了一条头尾完整的硬骨鱼，体长不足三厘米，被压成扁平的薄片，看起来就像一条晒干的银鱼干。
这条鱼被命名为“重庆始骨鱼”（Eosteus chongqingensis）。它是世界上已知最早的硬骨鱼化石，甚至早于任何已知的硬骨鱼类微体化石。
“我们在重庆生物群找到数千条无颌类、几百条盔甲鱼，但是完整的早期硬骨鱼，只找到这一条。”始骨鱼论文的第一作者、中国科学院古脊椎与古人类研究所研究员朱幼安如此感慨。
让朱幼安更为惊讶的是始骨鱼的形态。这条小鱼身体呈流线形，只有一个位置靠后的背鳍，尾鳍向上扬起，尾鳍背面有一列棘鳞——这些都是典型的辐鳍鱼类特征。换句话说，人类和鱼的共同祖先，长得更像如今菜市场里常见的鱼的模样，而非科学家此前猜测的那种粗壮的肉鳍鱼形态。
“没想到，人和鱼的祖先，居然长得更像鱼的样子。”朱幼安语气里有些感慨。
但始骨鱼也绝非简单的辐鳍鱼。它保留了许多原始特征：鳍膜上覆盖着排列整齐的微小鳞片，这与盾皮鱼类和早期软骨鱼类相似；躯干背中线有四块连续的大骨板；胸鳍、背鳍和臀鳍前还长有发达的棘刺，其中臀鳍棘此前仅在软骨鱼和盾皮鱼中发现过，这是首次在硬骨鱼中出现。它是一种兼具原始和进步特征的“镶嵌演化”生物——如同一块活生生的拼图，把不同时代的特征糅合在一起。
朱幼安用了一个精妙的比喻：“这件化石就像一块罗塞塔石碑。过去发现的那些化石碎片，是分散在世界各地的零散字符，单独很难解读。但有了一块完整的碑，好多字写在上面，就可以破译了。这条鱼也把我们过去找到的零散研究整合起来了。”
“剁椒鱼头”：志留纪的海洋霸主
如果说始骨鱼展示了最早硬骨鱼的“全身照”，那么在一千多公里之外的云南曲靖，另一件化石则提供了早期硬骨鱼前所未有的“头部特写”。
曲靖位于云南省东部，紧邻省会昆明。这里群山环抱，山间谷地被当地人称为“坝子”。在约四亿两千万年至三亿八千万年前，这片如今的高原坝子曾是位于赤道附近的温暖海湾，水体平静，为鱼类的生存创造了理想条件。这样的环境也使得举世罕见的古鱼化石得以保存。
曲靖作为古鱼化石产地的历史可以追溯到1911年。中国地质科学奠基人丁文江在曲靖玉龙寺附近的地层中采到鱼化石，成为中国科学家发现曲靖“古鱼王国”的起点。
此后一代代古生物学家在此接力研究。20世纪80年代，张弥曼院士对发掘于此的杨氏鱼化石进行了开创性研究，用“连续磨片法”将不足三厘米的化石磨掉极薄的一层，在显微镜下画出切面图，从头到尾画了五百四十多张图，再用石蜡和蜂蜡制作拓片，最终拼装出二十倍等比例放大的模型。她的研究证明杨氏鱼没有内鼻孔，在国际古生物学界引发巨大震动，促使学术界将研究焦点转向了中国。
朱敏正是张弥曼的学生。他的博士论文化石便取自曲靖。2007年起，他的团队在曲靖志留纪晚期（距今约四亿两千五百万年）的关底组地层中发现了大量有颌鱼类化石，其中包括梦幻鬼鱼——最古老的完整肉鳍鱼化石。而与鬼鱼差不多同期发现的，还有一些硕大的硬骨鱼下颌，其中最大的接近二十厘米，推测整条鱼全长可达一米多，是志留纪最大的脊椎动物。根据下颌上圆钝的齿槽形态，这条鱼被命名为“钝齿宏颌鱼”（Megamastax amblyodus）。
2015年，更震撼的发现来了。团队在同一层位的其他点位，找到一块保存极其完整的大型鱼类头部化石，尺寸近四十厘米，包括颅顶甲、颊部、颌骨、鳃盖、内颅在内的几乎完整头部。下颌形态确认，这正是之前发现的钝齿宏颌鱼。
“你可以把它想成剁椒鱼头被压平的样子。”该论文第一作者、中科院古脊椎与古人类研究所研究员卢静如此形容。
但从发现到发表，这件化石的研究历时近十年。即使经过最高精度的化石清修，许多信息仍深藏在化石内部。由于标本较大、较为平扁、围岩致密，传统CT成像技术难以有效解析其内部结构。
直到2020年后，随着高分辨率CT成像与三维可视化技术的突破，研究团队才首次获得可用于系统解析的数据。此后，科研人员进行了许多次反复扫描、参数调整与三维重建验证，在一套三千多张切片的扫描数据基础上，扫了十几套不同参数的数据，最终成功呈现出目前已知最为完整、可靠的硬骨鱼类干群三维脑颅结构。
两个世纪的谜团
宏颌鱼头颅的复原揭示了一系列惊人的细节。
研究发现，宏颌鱼的头骨形态、能够脱落的牙齿和头后部额外肩胛骨的存在，都是典型的硬骨鱼特征。但它也拥有不少原始特征：背主动脉的走向与软骨鱼类相似；宽阔的、向口内卷的前上颌骨以及脑颅延长的垂体后区，则与更为原始的全颌盾皮鱼类十分相似。这说明宏颌鱼处于一个极为关键的演化节点——它既保留着来自远祖的古老特征，又已经具备了硬骨鱼的核心构造。
最有意思的发现，来自它的牙齿。CT数据揭示，宏颌鱼的牙齿排列成内、外两列。外齿列位于边缘的齿骨上，与典型硬骨鱼类相似；而内齿列的构造令人惊叹——那些之前被认为是圆钝大牙的突起，其实只是基座，上面扣着一种形如针垫的圆形骨片，密布尖锐的牙齿。
这种“齿垫”早在十九世纪就在瑞典波罗的海沿岸的志留纪地层中被发现过。两个世纪以来，科学家对它们的归属和功能争论不休，始终无法确定它们属于哪类鱼。直到宏颌鱼这件完整的头颅化石出现，谜底终于揭晓：齿垫是早期硬骨鱼类的原始齿列特征，是一种此前未曾在任何其他鱼类中发现过的牙齿着生方式。
复原后的宏颌鱼，上下颌的齿垫交错排列。当它咬合时，上下牙紧密嵌合，口中的猎物便无法逃脱。以一米多长的体型和这样的“捕猎利器”，宏颌鱼毫无疑问是四亿多年前志留纪海洋中的霸主。
系统发育分析确定地显示，宏颌鱼属于辐鳍鱼类与肉鳍鱼类分化之前的硬骨鱼类干群。这也意味着，波罗的海发现的齿垫化石属于类似的早期硬骨鱼类——到志留纪晚期，这些原始硬骨鱼已经扩散到全球。
挥锤人的世界
在这些登上《自然》封面的论文背后，是一种外人很难想象的工作方式。
湘西八面山，与秀山的川河盖属于同一套地层。一个细雨蒙蒙的日子，朱敏带领重庆古生物研究院的团队来此“探路”。“我们出野外反而喜欢这种雨，”他说，“下雨以后，化石更明显。”
车穿过山顶平台，行驶在一条很久没有修整的路上，经过一个名叫“天堂”的村子后抵达终点。队员们从车上取出地质锤和采样袋，一回头，朱敏已经不见了——他沿着路快步上坡，去往更前方。他是探路者。
在一个新开的采石场，山体被挖出一个巨大的凹槽，新鲜的黝黑剖面露出千层蛋糕般的岩层，几条灰色细带穿插其中。年轻的女队员张拉“啊”一声扑过去，踩着碎石堆，用锤子尖头挑出一小块灰色层，捧在手心递向朱敏：“朱老师，这是火山灰吧？”火山灰是确定地质年代的利器——一次剧烈的火山喷发可以形成一个“等时面”，通过测定其中矿物的放射性衰变，就能为地层提供可靠的时间锚点。
另一侧，被队友戏称为“幸运儿”的周政达已经蹲在石堆旁开砸。碎石随着锤子重重落下而四处飞溅，空气中弥漫着硫化物烧焦的气味。周政达从高中起就痴迷于寻找古生物化石，如今已是三十出头的“老资历寻石人”，练就了一双火眼金睛。
在川河盖的场景同样壮观。距离化石点不远的山路旁，有一处半个篮球场大小的平台。初看以为是天然地形，走近才发现——这整个“平台”是从化石点挖出的石块堆出来的，下方三四米深处才是原始地面。工作人员用铁锹把石头挖进小推车，拖到作业面边缘，再用锤子一块一块从大砸小，仔细观察断面中是否有化石残片。
“我觉得我们在重庆找化石的状态，有点像杰克·伦敦《黄金谷》中的淘金者，”朱幼安说，“跑到荒无人迹的大山里，发现一片可能有化石的山，在这里挖好久，最后只淘到七粒金沙。”
这份“运气”的背后，是巨大的基础工作量。朱敏说自己运气好：“我这辈子，本来觉得能在曲靖发现潇湘生物群，已经足够了。没想到，又发现了重庆生物群。”所谓运气，是在大量的基础工作之后，才有可能降临。那句“机遇总是给有准备的人”，放在他们身上，分外合适。
一代代人的接力
始骨鱼的发现并非孤立事件，而是中国古鱼研究几十年接力的最新成果。朱幼安在介绍始骨鱼时提到：“这个方向其实从张老师的杨氏鱼就开始了。”
张弥曼是朱敏的导师。从她在二十世纪八十年代对杨氏鱼的开创性研究，到朱敏在曲靖发现潇湘生物群和梦幻鬼鱼，再到团队在秀山发现重庆生物群和始骨鱼，中国古鱼研究走过了跨越数十年的接力之路。
如今，这支接力棒正在传递给新一代。
卢静是朱敏二十年前的学生，如今已是国际知名的古鱼类研究者。她主导了宏颌鱼的CT扫描和三维复原工作，与中国科学院高能所合作对自主研发的CT机器进行升级改造。
“这些机器对我们的研究有很大帮助，现在很多国外团队也会把化石运来找我们帮忙扫描。”在科研之外，她也在科普领域投入大量精力——曾因为将一条吃过的胖头鱼重新拼回完整骨骼的视频在网络平台爆火。“我进入古鱼研究领域之后，觉得特别有趣，那我就特别希望有更多人知道它们的有趣之处。”
曲靖和秀山的化石点还在继续发掘，可以保障未来的持续科学产出。曲靖师范学院的团队已经成熟不少，成立不久的重庆古生物研究院的古鱼研究团队正在茁壮成长，他们都将为研究我国南方的早期脊椎动物演化“摇篮”贡献力量。朱敏期待有更好的环境，可以让更多对古生物有兴趣的年轻人可以加入到研究团队中，为人类知识大厦添砖加瓦。
2026年初，在摩洛哥举行的早期脊椎动物国际学术研讨会上，学界新设了以张弥曼命名的青年奖项，而卢静同场获颁以张弥曼当年在瑞典工作时的导师史天秀命名的奖项。师徒传承，在国际舞台上有了一个动人的注脚。
打开一扇又一扇门
钝齿宏颌鱼和重庆始骨鱼的发现，大大加深了学界对硬骨鱼类早期演化的认识。始骨鱼提供了最早硬骨鱼头尾俱全的身体全貌，宏颌鱼则呈现了精细、立体、内外兼备的头部结构。两者互相印证，首次揭示了人和鱼共同祖先的形态——或者说，揭示了现今大多数鱼类和包括人类在内的四足动物最近共同祖先的样貌。
研究表明，早在志留纪早期，硬骨鱼类的基本身体外形和构型已经与后来的硬骨鱼类非常相似，核心特征组合在当时就已基本形成，远比过去证据显示得更早。始骨鱼的流线形身体使其能够较快速地游动，而同期的其他鱼类多为底栖的扁平体型——这意味着硬骨鱼在早期就演化出了独特的生态适应策略。
在志留纪长达两千万年的时间里，硬骨鱼类从最初的面貌逐步分化出肉鳍鱼类和辐鳍鱼类，为它们后续成为地球上最繁盛的脊椎动物类群奠定了基础。而中国，几乎可以肯定是包括硬骨鱼类在内的有颌脊椎动物起源的“摇篮”。
朱幼安曾这样描述研究的过程：“研究是这样的，看到热点一下扎进去，拿一个特别轰动的成果，是一种方式；另一种就是一点点进展，可能会走偏，可能不是你想要的结果，但长时间后回头看看，哦，我们原来走得这么远了。我小时候看央视直播打开金字塔里的一道门，全场气氛非常激动，可打开那道门，发现里面是另一道门。观众可能很失望，但研究探索时候，这确实是最正常不过的事情。所以还要继续做、继续找、继续开门。虽然可能开了以后又是一道门，但回头看看，我们已经画出了一条金字塔内部迷宫的详细地图。”
化石还在等待被发现，问题还在等待被回答。曲靖和秀山的化石点还在继续发掘，曲靖师范学院的本土团队已经日渐成熟，成立不久的重庆古生物研究院也在成长。
“这些早期的化石材料，就像一扇一扇我们过去不知道的窗口，”卢静说得很笃定，“透过这个窗口，我们可以看到过去不了解的演化事实。怎样把这些信息发掘出来，是我们要一直去坚持做的事情。”
我们当下的每一步，都是从四亿年前，从鱼到人，一步一步演化而来。化石中封存的，是四亿年前活生生的、我们生命的出处。那是真实的“伊甸园”。而探寻这份出处的人们，翻山越岭，挥锤碎石，一代代接力，将那个遥远世界的图景，一点一点铺展在我们眼前。
这个领域的故事，还在继续。
制作：中国科学院古脊椎所拟石古生物可视化实验室