云南古嵴鱼生态复原图。研究团队供图

肺鱼，一种可以“绝境求生”的神奇生物，部分种类能在缺水时躲入泥中使用肺呼吸，直到雨季才复苏。事实上，肺鱼的祖先早在约4.15亿年前早泥盆世便已现世，在漫长的演化中展现出顺应环境、趋利避害的生存智慧。

近日，中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）研究员朱敏团队与云南大学等中外机构合作，发现一种名为“云南古嵴鱼”的原始肺鱼化石，为破解早期肺鱼演化关键环节提供了实物证据。相关研究成果发表于《当代生物学》。

最古老肺鱼之谜

希望奇异鱼是目前已知最古老、最原始的肺鱼物种。该物种化石发现于云南曲靖和广西南宁地区，早在1984年便由中国学者首次报道，为探究肺鱼的起源及早期演化提供了关键线索。

“希望奇异鱼的头骨虽已具备部分肺鱼典型特征，但仍保留着一些肉鳍鱼类的骨骼结构，呈现出过渡性。”论文作者、古脊椎所副研究员乔妥介绍说。

肺鱼类生物的腭方骨和头骨完全愈合，属于“自接型”头骨，且不具有独立的前上颌骨。而希望奇异鱼虽然具有肺鱼类特有的齿板和颅顶甲骨片排列方式，但其却具有一个前上颌骨，且腭方骨独立存在，并未与头骨愈合，属于“双接型”头骨。因此，鉴于这样明显的形态断层，有人甚至对希望奇异鱼是否属于肺鱼提出了质疑。

虽然北美泥盆纪布拉格期地层曾有北美真肺鱼（顶嵴鱼）化石现世，但该化石已严重扁平，无法展示脑颅等内部立体结构。

希望奇异鱼和早期肺鱼之间过渡的关键环节是否真实存在？相关形态特征又是如何演化发展而来的？这成为多年来萦绕在学界上空的演化迷云。

三维化石首现世

“此次在云南昭通下泥盆统地层发现的云南古嵴鱼化石，是学界首次在泥盆纪布拉格期地层发现的三维保存肺鱼头骨化石，长度仅约25毫米，却蕴含着丰富的演化信息。”论文作者、古脊椎所副研究员崔心东说。

据他介绍，云南古嵴鱼生存于约4.1亿年前，略晚于希望奇异鱼，且处于后续艾姆斯期肺鱼快速辐射演化之前，“是解开肺鱼演化谜题的最佳研究对象”。

借助高精度CT扫描与三维重建技术，乔妥、崔心东与团队其他成员对云南古嵴鱼展开了细致的关键形态特征观察。

他们发现，云南古嵴鱼的腭骨形态与北美真肺鱼相近，表面布满小型锥形齿突，后部还存在光滑区域，同时又保留了希望奇异鱼的原始特征，如上唇具牙齿、松果体区域隆起明显等。

除此之外，云南古嵴鱼还具备诸多独特的结构，如约占腭面长度1/3的巨大鼻腔、脑颅两侧异常发达的内收肌等。崔心东推测：“这说明它可能拥有强大的咬肌，主要以坚硬的甲壳类生物为食。”

成功填补演化缺环

以云南古嵴鱼形态为基础，团队首次将除最原始的希望奇异鱼之外的所有肺鱼类群，明确定义为“真肺鱼类”。该类群具有“自接型”头骨、发达的脑颅肌脊等关键鉴别特征。

“云南古嵴鱼完美契合真肺鱼类基部的演化位置。”乔妥解释说，其腭方骨与脑颅呈现部分融合状态，属于从原始肉鳍鱼类“双接型”向真肺鱼类典型“自接型”头骨演化的过渡阶段。系统发育分析结果也印证了该想法。

结合年代测定数据，团队得出核心结论：从最原始的希望奇异鱼到真肺鱼类的分化，仅发生在4.16亿至4.12亿年前约400万年的时间里，证实早期肺鱼曾经历过快速的辐射演化。

“这种快速演化可能与肺鱼演化出的牙齿特化、咬肌强化、头骨结构优化等适应性特征相关，使其在生态竞争中占据优势地位。”乔妥说。

与此同时，基于云南古嵴鱼与北美早泥盆世真肺鱼在形态上的高度相似性，团队推测，4.1亿年前的华南板块与北美板块也许距离较近或存在陆地连接，为肺鱼共同祖先的跨洋扩散提供了地理条件。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.11.032

（原载于《中国科学报》 2025-12-18 第1版 要闻）