朱敏研究员Science解析下巴从何而来
我们的下巴从何而来？这个问题细思起来并不简单，因为每个人的下巴都不一样，在最新的一项报道中，来自中国和瑞典古生物学家将下巴的来源追溯到了灭绝的鱼类下颌上，这扫除了科学界在脊椎动物颌演化认识上一个大的盲区。
这一研究成果公布在10月21日的Science杂志上，文章的通讯作者是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏研究员，和瑞典乌普萨拉大学Per E. Ahlberg。朱敏研究员是脊椎动物演化与人类起源重点实验室主任，主要从事早期脊椎动物起源、演化及相关生物地层学、古动物地理学研究。
下巴是一个标志性的特征，不仅我们人类有，而且所有的有颌脊椎动物都有，这也就是为何斯皮尔伯格要用“Jaws”作为他著名电影大白鲨的标题。
人类的颌骨可以比较清楚地一直追溯到我们的原始硬骨鱼祖先中。三对主要的颌骨，包括前上颌骨（在人类中仅存孑遗）、上颌骨和齿骨位于口的边缘，与面部其他骨骼紧邻。在原始的硬骨鱼中，这些边缘颌骨内侧还有犁骨、翼骨、冠状骨等一系列颌骨，它们曾经具有咬合功能，但经过长期演化在人类中已经消失或退入鼻咽腔内。我们将硬骨鱼类这种较复杂的，由许多骨片组成的颌骨称为“全颌状态”。
2013年，朱敏研究组在Nature杂志上发文，报道了他们在中国云南省古老的志留纪地层中发现的一条保存完好的古鱼，他们将其命名为初始全颌鱼（Entelognathus primordialis）。这是全颌盾皮鱼类的第一个成员初始全颌鱼，而且由于其介于这两大类群之间的“缺失环节”，它在古生物学上的重要意义，类似于始祖鸟、游走鲸和南方古猿等耳熟能详的“过渡化石”。
那么，全颌状态又是如何演化而来的呢？
由于过去没有在硬骨鱼类以外的大类群中发现过这种模式的颌骨，这个问题一直没有确切答案。软骨鱼类的颌骨全部由软骨构成，没有任何膜质骨的加强；而像邓氏鱼那样的典型盾皮鱼类颌骨，称为“原颌状态”，虽然已经有膜质骨来源的前上腭片、后上腭片和下腭片三对骨板，但它们都位于口腔内侧，与面部其他骨骼并不相接。
初始全颌鱼已经确定无疑地证明，从盾皮鱼类的一支演化出了硬骨鱼类。那么，盾皮鱼的三对颌部骨板与硬骨鱼的颌骨是否也有演化上的联系呢？按位置看，这三对骨板应该相当于硬骨鱼类的内侧颌骨，但后者的数量远远不止三对。所以之前提出的全颌起源理论认为，盾皮鱼类的三对内侧颌部骨骼在盾皮鱼到硬骨鱼的演化过程中丢失了，全颌状态中所有的颌骨，包括外侧和内侧系列，都是重新演化而来的。
显然，这一理论需要颌骨发生很大的改变和重组，而在多数情况下，演化更趋于修修补补式的保守渐进。相比之下，第二种可能的理论就更直截了当：盾皮鱼类的三对内侧颌部骨骼向外移动，变成了全颌状态中的外侧三对边缘颌骨，硬骨鱼只是新演化出了内侧系列的颌骨。
全颌鱼已经演化出一套近乎完整的硬骨鱼模式全颌状态颌骨，而与其他盾皮鱼类的颌骨完全不同，这就留下了一处明显的演化缺环。要在上述理论中作出选择，回答全颌状态从何而来的问题，还需要一副比全颌鱼更原始的颌。
在这篇文章中，朱敏研究组对麒麟鱼的化石进行了高精度CT扫描，并仔细地将一块块骨骼在计算机中重建为三维模型。经过反复对比研究他们发现，麒麟鱼和全颌鱼一样，已经具有上颌骨与前上颌骨组成的上颌。但是，麒麟鱼还没有演化出全颌鱼和硬骨鱼都有的、包覆着下颌底部的一系列骨片，它的下颌只有一块简单的下颌骨，这块下颌骨还保存着明显卷入口内的部分，而不像全颌鱼与后来的硬骨鱼一样，口内部分只剩下一条窄的咬合面。麒麟鱼的颌骨形态确实处于全颌鱼和其他更原始盾皮鱼类之间的状态，它有一副“不完全的全颌”。
这副“不完全的全颌” 展现了颌早期演化的一个中间状态：麒麟鱼的颌已经告别盾皮鱼类的原始模式，进入新的演化阶段，膜质骨片开始向口外延伸，包覆并加固颌部，但还未达到全颌鱼的完善程度。这进一步揭示了全颌模式的演化历程，支持了上述第二种关于全颌模式如何演化的理论，建立起硬骨鱼类的上颌骨、前上颌骨和齿骨与盾皮鱼类的三对颌部骨板的同源关系。人类的颌骨不仅能追溯到硬骨鱼类和全颌鱼，更可以追溯到我们更古老的远祖——原颌盾皮鱼类中。
