魚的鼻孔里，隱藏著人類起源的秘密

先驅楊氏魚Youngolepis praecursor是一種發掘于云南曲靖的古老肉鰭魚類化石，于1980年由大陸著名的女性古脊椎動物學家張彌曼院士命名。屬名和種名均獻給大陸古脊椎動物學的奠基人楊鐘健教授，其屬名中的“young”即指楊先生的姓氏，種名“praecursor”則意為先驅，

先驅楊氏魚骨骼化石與復原圖 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)

這位楊鐘健教授究竟何許人也，又為何成為了大陸古脊椎動物的奠基人呢？一切還要從一百年前的故事說起，

大陸古脊椎動物第一人

楊鐘健是大陸地質研究和古生物研究的先驅者，1923年楊鐘健考入慕尼黑大學部地質系古生物專業，四年后，他發表的博士論文《大陸北部之嚙齒類化石》被認為是大陸古脊椎動物學誕生的標志。

1928年，楊鐘健返回大陸，主持周口店發掘工作，考察隊發現了具有劃時代意義的北京直立人（北京猿人）第一顆頭蓋骨。1929年，大陸古生物學會在楊鐘健和其他學者的合作下成立，隨后的1929~1937年間，楊鐘健共以唯一作者發表與恐龍有關學術文章10篇，領導恐龍發掘2次，幾乎以一己之力奠定了大陸恐龍研究的基礎，

許氏祿豐龍骨盆化石 | Eduard Solà Vázquez / Wikimedia Commons

1937 年，楊鐘健隨西南聯大的大部隊來到后方，在云南地區繼續開展地質和古生物化石的調查工作。1939年，楊鐘健與同事在祿豐發掘出一具恐龍化石，命名為許氏祿豐龍（Lufengosaurus huenei），因為是第一具由大陸人完成發掘、研究、組裝全過程的恐龍化石，它被后人譽為“大陸第一龍”，

楊鐘健教授一生的科研領域，幾乎涵蓋了“從魚到人”的古脊椎動物學，既是大陸古脊椎動物學的開創者，也是大陸自然博物館事業的拓荒者和熱心推動者，楊老曾說過：“相比我們年輕一代，到野外多是直奔化石地點，很少過問四周，這樣是愈做愈窄，知識面狹窄又限制了思維的開拓，就會制約我們研究的深度和廣度，對比前輩我們不應當反躬自問嗎？”這段話啟發了許多后來的年輕學者，也包括命名楊氏魚的張彌曼院士，

值得一提的是，在電影《無問西東》中楊教授和許氏祿豐龍出現過多次 | 電影《無問西東》

人類起源的秘密在鼻孔

說完了楊老的故事，我們說回先驅楊氏魚和張院士。

先驅楊氏魚不僅有紀念意義，還具有極高的科學研究意義，自達爾文的進化論提出以來，科學家們開始意識到包括人在內的四足動物，是由水中脊椎動物——魚類逐步演化而來的，那么究竟哪一類魚才是陸生四足動物的祖先呢？人們圍繞這個話題探討了許久，并最終將問題的突破口聚焦在了不起眼的鼻孔上。

泥盆紀的真掌鰭魚屬（Eusthenopteron）化石 | James St. John / Wikimedia Commons

陸地上的四足動物們用肺呼吸，因此有與外鼻孔相通的內鼻孔。這樣在進食、吞咽時，外面的空氣才可以進入肺部。而現生魚類并沒有肺，且大多需要依靠魚鰓呼吸，因此只有兩對外鼻孔。水流從前面的外鼻孔流入，流經嗅囊后直接從后面的外鼻孔流出，只能提供嗅覺而不參與呼吸。而魚類從海洋到陸地的關鍵一步，就是擺脫魚鰓，呼吸空氣，因此起到氧氣通道作用的內鼻孔的出現，成為了判斷四足類動物祖先的關鍵特征，

張彌曼的老師雅爾維克花了25年時間還原總鰭魚類（一類原始的肉鰭魚，如今肉鰭魚類只剩下了2種矛尾魚和6種肺魚，但在4億年前它們曾是地球水域里的主角）的化石，對其頭骨構造進行了非常詳細的分析，認為它們存在內鼻孔的痕跡。于是，他提出了總鰭魚類就是四肢動物的祖先的觀點，獲得了學界的普遍認可。

總鰭魚類和其他硬骨魚、兩棲類的系統發生圖 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)

然而，在大陸云南東部，距今4億年前的巖層里，發現了完整的總鰭魚類腦顱化石，即先驅楊氏魚，它即將撼動“總鰭魚是我們的祖先”這一寫進教科書的結論。

我們的祖先是哪種魚？

上世紀80年代初尚未出現CT掃描技術，因此在修理還原楊氏魚的過程中，張彌曼采取了連續磨片制蠟模法，以放大顯示化石的內部結構，這種方法是將古魚類化石封固在硬石膏模型中，小心地一點點磨掉，每磨去一層就要繪制出一個截面圖案，這樣就可以像斷層掃描一樣看到化石里面了，

對一個僅兩厘米長的先驅楊氏魚腦顱化石，這個制作過程實在是冗長、枯燥且乏味。每一次研磨都要用精密的尺子量一下，保證化石磨得均勻平整。之后要將磨好的化石放在顯微鏡下，利用反光鏡將圖像映在紙上，再用鉛筆仔細描出來。張彌曼利用一切時間，不厭其煩地進行磨片、畫圖，常常工作到深夜，

先驅楊氏魚頭骨結構繪圖 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)

即便如此，張彌曼也花了將近兩年才最終完成磨片，畫出了540多張圖。之后她細心地把它們貼在平整的石板上，并用熔化的石蠟和蜂蠟，制作出薄薄的拓片，最后，將所有的拓片“拼裝”成一個等比例放大20倍的模型。楊氏魚的腦顱結構就像經歷了魔法的放大，完整地呈現在我們面前了。

通過對放大模型的研究，張彌曼意外發現身為總鰭魚類，楊氏魚腦顱中并沒有內鼻孔的痕跡。隨后她重新觀察了老師的標本，發現這些化石上本該是內鼻孔的部位并不完全，有些甚至沒有保存下來，并不能直接得出總鰭魚類具有內鼻孔的結論。于是她否定了老師的權威觀點，從根本上動搖了總鰭魚類“四足動物祖先”的地位，在當時全世界的地質學界和古生物學界引起了極大震動，

先驅楊氏魚頭骨結構繪圖 | Chang & Yu / Scientia Sinica (1981)

隨后張彌曼和學生朱敏在曲靖發現的骨鱗魚類（四足形動物）——肯氏魚（Kenichthys campbelli），進一步佐證她之前的發現，并確認了以肯氏魚等為代表的原始四足形動物，才是四足動物的最近祖先。這一觀點逐漸被學界所認同，張彌曼院士也因此于2016年10月，獲得古脊椎動物學界的最高榮譽獎項：羅美爾—辛普森終身成就獎，

大陸古生物學薪火相傳

除先驅楊氏魚外，張彌曼院士還將在青藏高原發現的一種特殊裂腹魚化石，命名為伍氏獻文魚，獻給指導她走上古魚類學道路的恩師——伍獻文院士（也是大陸水生生物學的奠基人）。之后張彌曼院士的弟子朱敏博士，又以老師的名字命名了最早的輻鰭魚類——晨曉彌曼魚，曾和楊老、伍老共事的大陸魚類/古魚類學先驅張春霖先生，也擁有以自己名字命名的古生物——張氏春霖魚……

相比起命名背后復雜的物種分類，我更喜歡的是人名背后所體現的精神，伍獻文82歲時曾言，自己甘做人梯，以余生為國家培養科學人才，大陸科學家代代薪火相傳，大陸的古生物學才得以繁盛，如今已躋身于世界一流水平，

“韶華易逝，勸君惜取少年時！”

活化石與“龍的骨頭”

西太平洋矛尾魚

北京直立人

本文來自物種日歷，歡迎轉發

如需轉載請聯系[email protected]