云南曲靖寬甲魚新材料復原圖。楊定華繪
云南曲靖寬甲魚新材料在第一鰓囊內保存了鰓絲結構。 蓋志琨 攝
魚類噴水孔向人類中耳演化的四個階段
A1、A2.真掌鰭魚及其噴水孔切面；B.棘螈；C1、材料C2.魚石螈及其中耳切面； D1、證明D2.爬行動物及其中耳切面；E1、人類E2.哺乳動物及其中耳切面。耳由 史愛娟繪
噴水孔在現生魚類中的分布狀態
A.現生無頜類——七鰓鰻； B.現生軟骨魚類——鯊魚；C、D. 現生軟骨魚類——鰩；E、寬甲F.原始輻鰭魚類——多鰭魚科蘆鰻；G、魚新魚鰓演變H.肉鰭魚類——拉蒂邁魚。材料
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（神秘的地球uux.cn報道）據曲靖日報（張雨萌 蓋志琨）：近日，國際學術期刊《生態和演化前沿》發表中國、瑞典、英國三國科學家的最新研究成果，首次通過化石證據證明人類的中耳由魚鰓演變而來。而這個證據就是一塊來自云南曲靖的寬甲魚新材料，它形成于4.19億年前早泥盆世。
人類中耳包鼓膜室、傳導聲音的三塊聽小骨和通向口腔的咽鼓管等，是人類擁有靈敏聽覺的關鍵構件。魚類的噴水孔是位于眼睛之后，頜弓和舌弓之間一個只含有假鰓的不完整鰓裂，是魚類非常重要的呼吸器官。在軟骨魚類中，噴水孔主要用來吸入水流，以適應水底的生活。而在原始的硬骨魚類中，噴水孔主要用來呼吸空氣，它是研究早期肉鰭魚類如何登上陸地呼吸空氣、適應陸地生活的重要參照物。早前，已經有充分的胚胎和化石證據證明我們的中耳是從魚類的噴水孔演化而來，而魚類的噴水孔又是從何而來，則是一個困擾學術界近百年的難題。
1822年，法國解剖學家圣西蘭在他的著作《解剖哲學》中, 提出了不同門類脊椎動物相似器官很可能演化自同一原型，比如鰓弓是頜弓和舌弓的原型，魚類的偶鰭是四足動物四肢的原型，前肢又是鳥類翅膀的原型。這可能是科學史上對魚類噴水孔起源的最早的科學猜想。1872年，德國著名解剖學家卡爾·根格包爾第一個從詳細的解剖學（包括鰓弓、腦神經、肌肉等）角度，提出了脊椎動物頭部的分節理論，認為脊椎動物的頜弓和舌弓跟后面普通的鰓弓一樣，是系列同源構造，都是頭部的分節之一。
1937年，英國古生物學家沃特森進一步提出了 “自由舌弓理論”。該理論認為，有頜類中支撐頜弓的舌弓最初并不與頜弓相關節 ，而是一個普通的鰓弓， 因此在頜弓和舌弓之間應該具有一個完整的，尚未退化的鰓裂，而非噴水孔，從而代表了早期有頜類的一個原始狀態。這一觀點激發了二十世紀古生物學家在早期有頜類的頜弓和舌弓之間尋找未退化鰓裂的熱潮。然而不幸的是，經過近百年的尋找，各國古生物學家仔細查驗了現生無頜類和早期有頜類中所有盾皮魚類、棘魚類、軟骨魚類和硬骨魚類的化石，都沒有找到確切的化石證據。
此次研究團隊首先通過對發現于浙江長興4.38億年前曙魚腦顱的三維虛擬復原模型，確認了盔甲魚類的第一鰓囊是跟其他魚類噴水孔同源的舌頜囊。這個鰓囊從形態上判斷跟后面的5個鰓囊并無二致，而且開口于頭甲腹面，并不像噴水孔那樣開口于頭甲背面，因此基本判定了盔甲魚的第一個鰓囊可能是一個未退化的鰓。但要想證明它是一個具有正常呼吸功能的器官，還缺少整個證據鏈條中的最后一環，即找到在該鰓囊中存在鰓絲的化石證據。
云南曲靖素有“古魚王國”和“4億年前人類遠祖發源地”之稱，是世界上著名的早泥盆世脊椎動物化石寶庫之一。 2017年，曲靖車馬碧水庫引水隧道工程施工，在挖掘出來堆放在面店水庫邊的深灰色粉砂巖中，研究團隊找到了大量保存精美的盔甲魚化石材料。通過研究，研究團隊在一塊寬甲魚第一鰓囊化石中發現了保存完整的鰓絲印痕，這進一步證明了盔甲魚的第一鰓囊是具有正常呼吸功能的器官，能夠通過鰓絲進行氧氣交換，這為脊椎動物噴水孔的起源提供了最為確切的解剖證據和化石證據。
化石記錄表明噴水孔在早期硬骨魚類曾經廣泛存在。 噴水孔存在在硬骨魚類中，最古老的化石證據是曲靖志留紀瀟湘動物群的夢幻鬼魚，距今有4.25億年。研究顯示，在夢幻鬼魚頭甲背面保存了一對噴水孔，這意味著早期硬骨魚類有能力像現生的多鰭魚一樣利用噴水孔來呼吸空氣，作為一種新的呼吸方式，這很可能是魚類離開水域，登上陸地呼吸空氣的一種預適應特征，從而為魚類登上陸地呼吸空氣提供了先決條件。隨著內鼻孔在肉鰭魚類中形成（如肯氏魚），成功打通了鼻腔與口腔的通道，鼻孔成了主要的呼吸器官，從而為魚類登上陸地用肺呼吸奠定了基礎。而登上陸地的四足動物，面臨著一個全新的環境，不得不發展新的感官，以便在空氣中更好地生存。 這樣，已經失去呼吸功能的噴水孔，又被廢物利用，逐漸演化成人類的中耳腔——鼓膜室，而舌頜骨及與其關節的方骨和關節骨也逐漸退化變小，最終演化為人類中耳的3塊聽小骨，并被重新命名為鐙骨、錘骨和砧骨，負責將聲音傳遞給大腦，人類最終擁有了靈敏的聽覺。
如果不是這些史前魚類通過頭頂噴水孔呼吸空氣的大膽試驗，人類可能永遠不會演化出敏銳的聽覺。新發現解釋了人類的耳朵雖然沒有呼吸功能，但它依然跟人類的口腔相通，因為它曾經是魚類的呼吸器官， 而連通它們的正是從噴水孔通向口腔的呼吸通道，我們今天稱之為咽鼓管，如今咽鼓管就像人類的盲腸一樣，貌似已經沒有什么功能了，但它可以作為從魚到人演化的一個證據。
■分類位置：盔甲魚亞綱—多鰓魚目—多鰓魚科■化石產地：云南曲靖面店水庫■層位與時代：西山村組，早泥盆世洛赫考夫期（約4.19億年前）
作者:焦點
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