要在古生物學上進行有效的脊椎動物起源研究,應該以現代動物學信息為重要線索,在盡可能靠近脊椎動物起源的“源頭”時段探尋時做好兩件工作——首先是力求發現最古老、最原始的脊椎動物;接著便是以這些脊椎動物始祖為起點,向前逐步追溯它們在無脊椎後口動物中的完善的祖先序列。我國保存了五億三千萬年前的眾多精美後口動物軟軀體構造化石的澄江化石庫,恰好靠近這樣的“源頭”,為中國學者揭開這一謎團提供了一個難得的機遇。
昆明魚和海口魚的發現被英國《自然》雜誌評論為“逮住第一魚”,為難題的破解投進了一縷曙光。2003年初,舒德幹等人再度在《自然》雜誌著文,他們通過對數百枚海口魚標本的深入研究,揭示出它們一方麵已經開始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要頭部感官,另一方麵卻仍保留著無頭類的原始性器官,從而證實了它們不僅是已知最古老的脊椎動物,而且還屬於地球上一類最原始的脊椎動物。早期後口動物的係列性發現,不僅與現代動物學關於脊椎動物起源分“四步走”假說相一致,更重要的是添加了比這“四步走”更為原始的“第一步”,從而首次提出了脊椎動物起源至少分“五步走”的新假說。這些始見於澄江化石庫地層最底部的“第一步”動物群古蟲類和雲南蟲類,是一些創生出咽腔型鰓係統的原始分節後口動物,極可能代表著學術界期盼已久的原口動物和後口動物分節的共同祖先與由於軀體特化而喪失分節性的後口動物(包括棘皮動物和半索動物)之間的過渡類型。十分有趣的是,盡管它們由於咽鰓的出現而引發了動物體在取食、呼吸等新陳代謝方式的重大革新而成為真正的後口動物,但其軀體卻仍保留著其祖先的分節性特征。舒德幹解釋說:“實際上,既出現創新特征又繼承祖先某些原始性狀的鑲嵌演化是生物界一種十分常見的現象。”
在這分“五步走”的演化係列中,“第一步”的動物類群十分奇特。對1400多枚海口蟲標本進行比較解剖學研究表明,它們不僅缺少脊索構造,而且在皮膚、肌肉、呼吸、循環和神經等器官係統上與脊索動物存在著根本區別;其中最為獨特的是其由6對外鰓組成的呼吸係統,這與較為高等的後口動物的內鰓迥然有別。海口蟲與同處“第一步”的古蟲動物門在軀體構型上卻相當一致——兩者皆明顯分節,而且軀體也都呈獨特的“雙重二分型”,即身體沿縱軸分為前體和後體兩大部分,而前體又被一個能自由擴張的“中帶”構造分為背、腹兩個單元。所不同的是,海口蟲兼具背神經索和腹神經索,這顯示出它比古蟲動物門稍略進步些,從而更靠近“第二步”中的半索動物。
舒德幹指出,盡管我們提出了脊椎動物起源分“五步走”的新假說,但這仍隻給出了一個演化輪廓,在其相鄰演化步驟之間仍缺乏中間環節的證據。
海洋脊椎動物大家族——魚綱板鰓亞綱:鰓裂5對,鰓間隔寬大,板狀,如各種鯊、鰩。
全頭亞綱:頭大而側扁,鰓裂4對,上頜骨與腦顱愈合,故稱全頭類,如我國產的黑線銀鮫。
硬骨魚係:骨骼一般為硬骨,體被骨鱗,少數種類為硬鱗或無鱗。口位於頭部前端,有骨質鰓蓋,腸內常無螺旋瓣,多數有鰾。一般體外受精,卵生。海淡水均產。常分三個亞綱: