海口魚（Haikouichthys）是一種無頜總綱的生物，被認(rèn)為是最古老的魚類之一，也被認(rèn)為是一種真正的脊椎動(dòng)物。
海口魚化石發(fā)現(xiàn)于云南省的澄江市動(dòng)物群（帽天山層）中，是被西北大學(xué)早期生命研究所的胡世學(xué)教授等人于1997年發(fā)現(xiàn)，1999年被正式描述確定。海口魚整體呈紡錘形，有明顯的頭部和軀干。在腹部有13個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可能是其生殖腺，其骨骼并沒有生物礦化的跡象。支序分類學(xué)研究顯示海口魚可能是原始的無頜總綱，最接近七鰓鰻科。
海口魚的發(fā)現(xiàn)對(duì)古生物學(xué)及動(dòng)物源流的學(xué)說具有較大影響。它將脊椎動(dòng)物的記錄至少往前推進(jìn)了5000萬年，揭示了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的全貌，為生物中關(guān)于脊椎動(dòng)物及其偶鰭、肌節(jié)、體腔等重要器官的起源和演化提供了關(guān)鍵性的依據(jù)。
簡介
海口魚（學(xué)名：Haikouichthys）是一種原始的擬似魚類生物，屬于無頜總綱。其下只有一個(gè)物種，就是耳材村海口魚（H. ercaicunensis）。海口魚的化石于云南省的澄江市動(dòng)物群（帽天山層）被發(fā)現(xiàn)，溯源于寒武紀(jì)，被認(rèn)為是至今發(fā)掘的最古老的魚類。海口魚確為已知最古老脊椎動(dòng)物，它的發(fā)現(xiàn)對(duì)古生物學(xué)及動(dòng)物源流的學(xué)說有極大的影響，因?yàn)樗鼘⒓棺瞪锍霈F(xiàn)的時(shí)期進(jìn)一步推至5.3億年前。
地球上最早的脊椎動(dòng)物是一種無頜的魚形動(dòng)物，經(jīng)過長時(shí)間的探索科學(xué)家們終于在我國早寒武世澄江生物群中發(fā)現(xiàn)了迄今所知的最早的脊椎動(dòng)物--豐嬌昆明魚和海口魚。這一重大發(fā)現(xiàn)表明，“脊椎動(dòng)物在早寒武世就已經(jīng)開始分化了”。地球上的第一條魚終于發(fā)現(xiàn)了。
查爾斯·達(dá)爾文在撰寫時(shí)，寒武紀(jì)地層突然出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的三葉蟲的事實(shí)讓他感到非常頭疼，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)任何寒武紀(jì)之前的動(dòng)物化石記錄。以后，雖然前寒武紀(jì)的化石不斷的被發(fā)現(xiàn)，但化石記錄給世人展示的仍然是一幅早寒武世生物在短短的幾百萬年間爆發(fā)式演化的圖景。
自1960年以來，人們開始用“寒武紀(jì)大爆發(fā)”來稱呼這一生物演化事件。寒武紀(jì)大爆發(fā)最有力的證據(jù)就是1984年在云南省澄江發(fā)現(xiàn)的澄江生物群。研究表明，5.3億年前云南東部是一個(gè)充滿勃勃生機(jī)的汪洋大海，幾乎所有的現(xiàn)在“門”一級(jí)的動(dòng)物界從低等的海綿動(dòng)物到高等的脊索動(dòng)物門，在這里都可以找到自己的代表。
早寒武世豐嬌昆明魚和海口魚的發(fā)現(xiàn)，不但將脊椎動(dòng)物的化石記錄至少提前了2000萬年，而且豐富了澄江市生物群多姿多彩的面貌，為揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)高階元類群出現(xiàn)的機(jī)制，探討脊椎動(dòng)物起源提供了關(guān)鍵資料。“最早脊椎動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)”也因此被列為1999年中國十大科技新聞之一。
特征
海口魚身體結(jié)構(gòu)接近現(xiàn)存的七腮魚。頭部有六片到九片腮，有明顯的背鰭。海口魚有明顯的頭部及軀體。頭上有最少6個(gè)及可能9個(gè)鰓。它可能有脊索，但是標(biāo)本只保存了一小段。標(biāo)本失去了尾巴末端。背鰭指向頭部，現(xiàn)今的魚類中亦有少數(shù)是這樣的。海口魚亦有腹鰭。在腹部有13個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，估計(jì)是生殖腺、排泄器官或其他東西。其骨骼并沒有生物礦化的跡象。
繁殖方式
從古生物學(xué)實(shí)證研究上破解這一難題需要做兩個(gè)階段的工作,首先是探尋最古老最原始的脊椎動(dòng)物,接著便是在其“源頭”時(shí)段追尋它們源出于無脊椎動(dòng)物的祖先過渡系列。從無脊椎動(dòng)物“無頭類”躍進(jìn)到脊椎動(dòng)物(即“有頭類”)包含一系列的胚胎發(fā)育和形態(tài)學(xué)上的創(chuàng)新,其中最重要的有三個(gè)方面:1.胚胎早期神經(jīng)崎的出現(xiàn),它引發(fā)了成體中諸如背鰭、咽腔鰓骨等重要構(gòu)造的形成;2.原始脊椎的出現(xiàn)為這一大類動(dòng)物最終登陸、上天等一系列生態(tài)空間的拓展奠定了基礎(chǔ)；3.頭部的視覺、嗅覺、聽覺等感官的出現(xiàn)引發(fā)了脊椎動(dòng)物的形態(tài)學(xué)分異。我們新近發(fā)現(xiàn)的數(shù)百枚海口魚軟軀體構(gòu)造標(biāo)本,不僅進(jìn)一步證實(shí)了原先報(bào)道的“之”字形肌節(jié)、背鰭、腹鰭、圍心腔、鰓區(qū)軟骨等構(gòu)造,而且還首次揭示出其原始脊椎構(gòu)造以及頭部視覺、嗅覺和可能的聽覺器官構(gòu)造(暗示它已有明確的腦分化)。這些特征都顯示,海口魚己經(jīng)由低等脊索動(dòng)物門無頭類跨入了高等脊索動(dòng)物有頭類(或脊椎動(dòng)物)的行列。然而有趣的是,海口魚卻還保留著其祖先的原始生殖性狀:即與具有“集中型”生殖腺體的所有現(xiàn)生脊椎動(dòng)物不同它仍保留著無頭類的多對(duì)“重復(fù)型”生殖腺。海口魚這一混合性狀顯示,與從魚類進(jìn)化到非羊膜卵低等四足類、或從爬行綱分別進(jìn)化到鳥類和低等卵生哺乳類等脊椎動(dòng)物常規(guī)演化特點(diǎn)一樣,海口魚生殖器官的演替也明顯滯后于其非生殖器官的進(jìn)化。也正是這一獨(dú)特的鑲嵌構(gòu)造特征,恰好證明海口魚代表著進(jìn)化科學(xué)界期盼已久的由無頭類過渡到有頭類的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)際上,對(duì)現(xiàn)生和化石低等魚類進(jìn)行分支譜系分析的結(jié)果也證實(shí),海口魚不僅是已知最古老的、而且也是最原始的有頭類。
生活習(xí)性
適合在溫暖海中的動(dòng)物。它半截下身埋在沙中，僅以前端露出沙外，白天半截身體躲在沙礫之中，在陽光之下，搖搖擺擺，依賴水流帶來浮游生物及硅藻、植物供它吃食，這種被動(dòng)式的攝食方式，說明它的低級(jí)性，也就是說明它在進(jìn)化中低于脊椎動(dòng)物;到了晚間才是它活躍的時(shí)刻，這時(shí)它離開沙窩，如同離弦的羽箭彈射到水面活動(dòng)，一旦遇到驚擾，又游回沙灘窩內(nèi)。其游泳時(shí)以螺旋形方式前進(jìn)
我國研究
研究成果
新華社電 科學(xué)家經(jīng)過研究證實(shí)，在距今5．3億年的海口魚化石上發(fā)現(xiàn)了脊椎骨和頭部構(gòu)造，從而證實(shí)海口魚確為世界上已知最古老的脊椎動(dòng)物。這標(biāo)志著脊椎動(dòng)物起源研究取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
2003年1月30日出版的英國《自然》雜志發(fā)表了西北大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)教授舒德干等與英、法、日等國學(xué)者共同完成的這一重要成果。在這篇題為《早寒武世脊椎動(dòng)物海口魚的脊椎骨和頭部構(gòu)造》的論文中，詳細(xì)揭示了海口魚的脊椎骨和頭部構(gòu)造特征，為證實(shí)海口魚確為世界已知最古老的脊椎動(dòng)物提供了最新證據(jù)。這是《自然》雜志第七次發(fā)表舒德干等人關(guān)于“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”中后口動(dòng)物研究的系列性成果。
舒德干說，從無脊椎動(dòng)物“無頭類”躍進(jìn)到脊椎動(dòng)物（即“有頭類”）包含一系列的胚胎發(fā)育和形態(tài)學(xué)上的創(chuàng)新，這就包括原始脊椎的出現(xiàn)和頭部的視覺、嗅覺、聽覺等感官的出現(xiàn)。顯然，這一已知最古老的脊椎動(dòng)物獨(dú)特的構(gòu)造特征，很可能恰好代表著進(jìn)化科學(xué)界期盼已久的由無頭類進(jìn)化到有頭類的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
研究意義
舒德干進(jìn)一步指出，對(duì)現(xiàn)生和化石低等魚類進(jìn)行分支譜系分析的結(jié)果也證實(shí)，海口魚的確是已知最原始的脊椎動(dòng)物。這也證實(shí)了我國南方很可能是整個(gè)“脊椎動(dòng)物演化大樹”的發(fā)祥地。
歷史研究
早在1999年，舒德干等人就在云南澄江化石庫距今5．3億年的早寒武世地層中發(fā)現(xiàn)了“裸體”豐嬌昆明魚和海口魚，將已知最古老脊椎動(dòng)物記錄前推了約5000萬年，被英國《自然》雜志評(píng)述為“逮住第一魚”問題，從而給難題破譯帶來了希望。然而，這兩種魚起初報(bào)道時(shí)各自僅有一枚標(biāo)本，其形態(tài)解剖學(xué)信息相當(dāng)有限，尤其缺乏普通脊椎動(dòng)物本應(yīng)該具備的脊椎構(gòu)造和頭部構(gòu)造兩方面最關(guān)鍵的信息，致使其進(jìn)化地位難以敲定。西北大學(xué)早期生命研究所新近發(fā)現(xiàn)的數(shù)百枚海口魚軟軀體構(gòu)造標(biāo)本，提供了大量新的重要生物學(xué)信息，其中正好包括頭部構(gòu)造和原始脊椎構(gòu)造兩方面的信息，成為研究脊椎動(dòng)物關(guān)鍵器官起源演化的可靠證據(jù)。
生活范圍
海口魚是地球上最早的脊椎動(dòng)物是一種無頜的魚形動(dòng)物，經(jīng)過長時(shí)間的探索科學(xué)家們終于在我國早寒武世澄江生物群中發(fā)現(xiàn)了迄今所知的最早的脊椎動(dòng)物--豐嬌昆明魚和海口魚。這一重大發(fā)現(xiàn)表明，“脊椎動(dòng)物在早寒武世就已經(jīng)開始分化了”。地球上的第一條魚終于發(fā)現(xiàn)了。現(xiàn)生最低等的無顎魚中的圓口綱，它包括盲鰻科和七鰓鰻兩個(gè)類別。脊索的周圍并無任何脊椎組分，所不同的是，在脊索的背方出現(xiàn)了很小的弧片狀脊椎組分。而海口魚則在脊索的周圍形成了按節(jié)排列的軟骨型原始脊椎，進(jìn)一步強(qiáng)化了中軸構(gòu)造對(duì)軀體的支撐作用。前者僅以縱貫軀干的粗壯脊索構(gòu)成它的軸向支撐，脊索的周圍并無任何脊椎組分；后者的情形相似，查爾斯·達(dá)爾文在撰寫時(shí)，寒武紀(jì)地層突然出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的三葉蟲的事實(shí)讓他感到非常頭疼，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)任何寒武紀(jì)之前的動(dòng)物化石記錄。以后，雖然前寒武紀(jì)的化石不斷的被發(fā)現(xiàn)，但化石記錄給世人展示的仍然是一幅早寒武世生物在短短的幾百萬年間爆發(fā)式演化的圖景。自1960年以來，人們開始用“寒武紀(jì)大爆發(fā)”來稱呼這一生物演化事件。寒武紀(jì)大爆發(fā)最有力的證據(jù)就是1984年發(fā)現(xiàn)的生物群。研究表明，5.3億年前云南東部是一個(gè)充滿勃勃生機(jī)的汪洋大海，幾乎所有的“門”一級(jí)的動(dòng)物界從低等的海綿動(dòng)物到高等的脊索動(dòng)物門，在這里都可以找到自己的代表。早寒武世豐嬌昆明魚和海口魚的發(fā)現(xiàn)，不但將脊椎動(dòng)物的化石記錄至少提前了2000萬年，而且豐富了生物群多姿多彩的面貌。
參考資料 >