這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《自然》上。

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中國(guó)南部貴州省的一個(gè)偏遠(yuǎn)地區(qū)獲得了宏偉的化石發(fā)現(xiàn)--包括被鑒定為屬于古志留紀(jì)（約4.45億至4.2億年前）原始下顎脊椎動(dòng)物的一個(gè)新物種（Qianodus duplicis）的單體牙齒。Qianodus以今天貴州的古稱命名，擁有不尋常的螺旋狀牙齒元件并攜帶幾代牙齒從而在動(dòng)物的整個(gè)生命過(guò)程中被插入。

在該地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的最稀有的化石之一最終是Qianodus的牙齒螺旋。由于它們的尺寸很小，很少超過(guò)2.5毫米，因此必須用可見光和X射線輻射在放大鏡下研究它們。

這些螺旋的一個(gè)明顯特征是，它們包含一對(duì)牙排，鑲嵌在螺旋底部的一個(gè)凸起的中間區(qū)域。這些原生齒在接近內(nèi)螺旋時(shí)表現(xiàn)出尺寸的逐漸增長(zhǎng)。兩排初級(jí)牙齒之間的明顯偏移則是區(qū)別黔東南州跟其他脊椎動(dòng)物的螺旋的原因。雖然以前沒有在化石物種的牙齒螺旋中發(fā)現(xiàn)，但在一些現(xiàn)代鯊魚的牙齒中也存在類似的附近齒列的排列。

這一發(fā)現(xiàn)表明，所謂的“魚類時(shí)代"（4.2億至4.6億年前）”的有頜脊椎動(dòng)物群在約2000萬(wàn)年前就已經(jīng)建立了。

曲靖師范大學(xué)的Li Qiang說(shuō)道：“Qianodus為我們提供了關(guān)于牙齒以及延伸到顎部的第一個(gè)有形證據(jù)，這些證據(jù)來(lái)自脊椎動(dòng)物進(jìn)化的這個(gè)關(guān)鍵的早期時(shí)期?！?/p>

跟現(xiàn)代鯊魚不斷脫落的牙齒不同的是，研究人員認(rèn)為，Qianodus的齒輪被保存在口中并且還會(huì)隨著動(dòng)物的成長(zhǎng)而增大。這種解釋顯示了替代牙齒的逐漸增大和齒輪基部的擴(kuò)大以作為對(duì)發(fā)育過(guò)程中頜骨大小持續(xù)增加的反應(yīng)。

對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)，重建螺旋生長(zhǎng)的關(guān)鍵是兩個(gè)處于早期形成階段的標(biāo)本，通過(guò)它們明顯較小的尺寸和較少的牙齒很容易識(shí)別。與數(shù)量更多的成熟輪齒進(jìn)行比較，使古生物學(xué)家對(duì)早期脊椎動(dòng)物牙齒的發(fā)育機(jī)制有了罕見的了解。這些觀察結(jié)果表明，初級(jí)牙齒是最先形成的，而側(cè)輪（附屬）螺旋牙齒的增加則發(fā)生在發(fā)育的后期。

該研究的論文第一作者Plamen Andreev說(shuō)道：“盡管有其特殊性，但事實(shí)上，在許多已滅絕的軟骨魚和骨魚系中都有齒輪的報(bào)道。一些早期軟骨魚類甚至完全由間隔較近的輪狀體構(gòu)成它們的牙齒?！?/p>

研究人員稱，這也是Qianodus所面臨的情況。他們?cè)谟猛捷椛錂z查了這個(gè)新物種的?。?-2毫米長(zhǎng)）螺旋后得出了這個(gè)結(jié)論--同步輻射是一種使用粒子加速器的高能量X射線的CT掃描過(guò)程。

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的Zhu Min教授說(shuō)道：“我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，螺旋的齒列有明顯的左右偏移，這表明在對(duì)立的頜骨上的位置?！?/p>

這些觀察結(jié)果得到了系統(tǒng)發(fā)育樹的支持，該系統(tǒng)發(fā)育樹將Qianodus確定為跟具有螺旋牙齒的已滅絕軟骨動(dòng)物群的近親。

Zhu教授表示：“我們修訂的有頜脊椎動(dòng)物主要類群的起源時(shí)間表跟它們最初的多樣化發(fā)生在早志留紀(jì)的觀點(diǎn)一致。”

Qianodus的發(fā)現(xiàn)為有齒脊椎動(dòng)物和類似鯊魚的牙齒模式的存在提供了切實(shí)的證據(jù)，這比以前認(rèn)為的早了幾千萬(wàn)年。研究中提出的系統(tǒng)發(fā)育分析將Qianodus確定為原始軟骨魚類，這意味著有頜魚類在下志留紀(jì)已經(jīng)相當(dāng)多樣化并且在無(wú)頜脊椎動(dòng)物的祖系骨骼礦化進(jìn)化后不久就出現(xiàn)了。

來(lái)自伯明翰大學(xué)的這項(xiàng)研究的論文共同作者Ivan Sansom說(shuō)道：“這使得人們對(duì)目前脊椎動(dòng)物關(guān)鍵創(chuàng)新的出現(xiàn)的進(jìn)化模型產(chǎn)生了疑問(wèn)，如牙齒、下顎和成對(duì)的附屬物?！?/p>