一条令人费解的神秘鱼可能终于被放在了生命进化树上。

通过同步辐射 X 射线计算机断层扫描重建的古脊椎。 （图片来源：Tatsuya Hirasawa/进化形态学实验室 RIKEN 开创性研究集群）

一个多世纪前，科学家们被苏格兰采石场出土的一种不寻常化石的发现难住了。遗骸表明这是一种没有牙齿的鳗鱼状生物，具有潜在的软骨骨骼，在这种神秘生物——名为 Palaeospondylus gunni ——出土后的 130 年里，它继续无视分类。现在，借助高分辨率成像，一个研究小组终于确定，这条神秘的鱼很可能是我们最早的祖先之一。

日本东京大学古生物学副教授、一项描述该化石的新研究的主要作者 Tatsuya Hirasawa 说：“要将 Palaeospondylus 置于进化树中，识别每个骨骼元素是先决条件。”围绕这条小鱼的谜团持续了很长时间，原因有两个：它的体型很小，身体只有 2.4 英寸（6 厘米）长，不幸的是，化石化极大地压缩了它的骨骼，将单个骨头挤压成一个扭曲的块。平泽在一封电子邮件中告诉 Live Science，这是一场需要解开的古生物学噩梦。

在这项新研究之前，科学家们知道Palaeospondylus生活在泥盆纪中期，大约在3.98亿至3.85亿年前。这条鱼有发达的鳍，但没有四肢。奇怪的是，与当时的大多数脊椎动物不同，它似乎没有牙齿。

反复尝试将鱼放在进化树上，将其固定在地图上。 2004 年，研究人员在《美国科学家》杂志上自信地报告说，Palaeospondylus 是一种原始肺鱼。然而，平泽在《动物学快报》杂志上发表的一项 2016 年研究表明，它是盲鳗的亲戚。一年后，澳大利亚国立大学的一个团队质疑这种盲鳗的身份，而是提出它是一种像现代鲨鱼一样的软骨鱼。

这种分类网球比赛也不是最近的现象。 “这种奇怪的动物自 1890 年被发现以来一直困扰着科学家，这是一个无法解决的难题，”该研究的合著者、堪培拉澳大利亚国立大学材料物理系的研究员 Yu Zhi (Daisy) Hu 说在声明中。

的确，似乎古生物学家唯一能达成共识的是，没有人真正知道这种动物的身份。

最近，Hirasawa 和 Hu 凭借微型计算机断层扫描 (CT) 扫描技术，能够生成迄今为止最高分辨率的古脊椎数字图像。为了收集最准确的数据，他们必须选择最好的化石。自 1890 年以来，已经发现了许多 Palaeospondylus 标本，但大多数都以某种方式受到了破坏——无论是石化还是挖掘——这可能导致了以前的分类错误。为了规避这个问题，新研究的作者选择了头部完全包裹在岩石中的标本。 “我寻找只露出尾巴的标本，最后发现了两个只露出尾巴的标本，”平泽说。

这些标本的扫描揭示了几个关键特征。一是内耳由几条半规管组成，很像现代鱼类、鸟类和哺乳动物的耳朵。作者指出，这很重要，因为它在 Palaeospondylus 和更原始的无颌鱼类（如盲鳗）之间存在一定的进化距离，后者缺乏这一特征。研究人员还能够识别出将 Palaeospondylus 归入一个称为四足类动物的组的颅骨特征，该组包含所有四肢动物及其最近的亲属。最重要的是，对这些突出特征的系统发育分析表明，Palaeospondylus 可能不仅仅是任何花园品种的四足动物；它可能是所有四足动物的祖先。

平泽说：“我们的分析提供了一个推论，即古脊椎与有四肢（有手指）和那些有肢状鳍的脊椎动物的近亲，”也被称为“鱼足类”。根据研究人员的发现，Palaeospondylus 可能与四足类四足动物的关系比与肺鱼和腔棘鱼等更古老的物种更密切相关，这将使 Palaeospondylus 成为第一批爬行到陆地上的动物的近亲水生前身。

即使这个系统发育之谜现在已经解决，许多悬而未决的问题仍然存在。四足类动物通常有牙齿，但古龙骨没有牙齿——或者即使有，它们也没有变成化石。它也没有任何明显的附属物，而它的近亲通常有这些附属物。

什么可以解释这些异常？平泽认为，一种可能性是牙齿和四肢可能在古脊椎龙中已经进化消失了。另一种可能性是，已知的 Palaeospondylus 化石可能代表该动物的幼虫或幼体形式。

平泽在一份声明中说：“这些特征是否在进化上消失了，或者正常发育是否在化石中冻结了一半，我们可能永远都不会知道。”

虽然我们现在对 Palaeospondylus 在进化树上的位置有了更好的了解，但仍有许多工作要做。此刻，就像它被发现时一样，这条鱼紧紧地守护着它的许多古老秘密。

这项研究于 5 月 25 日发表在《自然》杂志上。