鱼的鼻孔里，隐藏着人类起源的秘密
先驱杨氏鱼Youngolepis praecursor是一种发掘于云南曲靖的古老肉鳍鱼类化石，于1980年由我国著名的女性古脊椎动物学家张弥曼院士命名。属名和种名均献给我国古脊椎动物学的奠基人杨钟健教授，其属名中的“young”即指杨先生的姓氏，种名“praecursor”则意为先驱。
先驱杨氏鱼骨骼化石与复原图 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)
这位杨钟健教授究竟何许人也，又为何成为了我国古脊椎动物的奠基人呢？一切还要从一百年前的故事说起。
中国古脊椎动物第一人
杨钟健是我国地质研究和古生物研究的先驱者。1923年杨钟健考入慕尼黑大学地质系古生物专业，四年后，他发表的博士论文《中国北部之啮齿类化石》被认为是中国古脊椎动物学诞生的标志。
1928年，杨钟健返回祖国，主持周口店发掘工作，考察队发现了具有划时代意义的北京直立人（北京猿人）第一颗头盖骨。1929年，中国古生物学会在杨钟健和其他学者的合作下成立，随后的1929~1937年间，杨钟健共以唯一作者发表与恐龙有关学术文章10篇，领导恐龙发掘2次，几乎以一己之力奠定了中国恐龙研究的基础。
许氏禄丰龙骨盆化石 | Eduard Solà Vázquez / Wikimedia Commons
1937 年，杨钟健随西南联大的大部队来到后方，在云南地区继续开展地质和古生物化石的调查工作。1939年，杨钟健与同事在禄丰发掘出一具恐龙化石，命名为许氏禄丰龙（Lufengosaurus huenei）。因为是第一具由中国人完成发掘、研究、组装全过程的恐龙化石，它被后人誉为“中国第一龙”。
杨钟健教授一生的科研领域，几乎涵盖了“从鱼到人”的古脊椎动物学，既是我国古脊椎动物学的开创者，也是我国自然博物馆事业的拓荒者和热心推动者。杨老曾说过：“相比我们年轻一代，到野外多是直奔化石地点，很少过问四周，这样是愈做愈窄，知识面狭窄又限制了思维的开拓，就会制约我们研究的深度和广度，对比前辈我们不应当反躬自问吗？”这段话启发了许多后来的年轻学者，也包括命名杨氏鱼的张弥曼院士。
值得一提的是，在电影《无问西东》中杨教授和许氏禄丰龙出现过多次 | 电影《无问西东》
人类起源的秘密在鼻孔
说完了杨老的故事，我们说回先驱杨氏鱼和张院士。
先驱杨氏鱼不仅有纪念意义，还具有极高的科学研究意义。自达尔文的进化论提出以来，科学家们开始意识到包括人在内的四足动物，是由水中脊椎动物——鱼类逐步演化而来的，那么究竟哪一类鱼才是陆生四足动物的祖先呢？人们围绕这个话题探讨了许久，并最终将问题的突破口聚焦在了不起眼的鼻孔上。
泥盆纪的真掌鳍鱼属（Eusthenopteron）化石 | James St. John / Wikimedia Commons
陆地上的四足动物们用肺呼吸，因此有与外鼻孔相通的内鼻孔。这样在进食、吞咽时，外面的空气才可以进入肺部。而现生鱼类并没有肺，且大多需要依靠鱼鳃呼吸，因此只有两对外鼻孔。水流从前面的外鼻孔流入，流经嗅囊后直接从后面的外鼻孔流出，只能提供嗅觉而不参与呼吸。而鱼类从海洋到陆地的关键一步，就是摆脱鱼鳃，呼吸空气。因此起到氧气通道作用的内鼻孔的出现，成为了判断四足类动物祖先的关键特征。
张弥曼的老师雅尔维克花了25年时间还原总鳍鱼类（一类原始的肉鳍鱼，如今肉鳍鱼类只剩下了2种矛尾鱼和6种肺鱼，但在4亿年前它们曾是地球水域里的主角）的化石，对其头骨构造进行了非常详细的分析，认为它们存在内鼻孔的痕迹。于是，他提出了总鳍鱼类就是四肢动物的祖先的观点，获得了学界的普遍认可。
总鳍鱼类和其他硬骨鱼、两栖类的系统发生图 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)
然而，在我国云南东部，距今4亿年前的岩层里，发现了完整的总鳍鱼类脑颅化石，即先驱杨氏鱼，它即将撼动“总鳍鱼是我们的祖先”这一写进教科书的结论。
我们的祖先是哪种鱼？
上世纪80年代初尚未出现CT扫描技术，因此在修理还原杨氏鱼的过程中，张弥曼采取了连续磨片制蜡模法，以放大显示化石的内部结构。这种方法是将古鱼类化石封固在硬石膏模型中，小心地一点点磨掉，每磨去一层就要绘制出一个截面图案，这样就可以像断层扫描一样看到化石里面了。
对一个仅两厘米长的先驱杨氏鱼脑颅化石，这个制作过程实在是冗长、枯燥且乏味。每一次研磨都要用精密的尺子量一下，保证化石磨得均匀平整。之后要将磨好的化石放在显微镜下，利用反光镜将图像映在纸上，再用铅笔仔细描出来。张弥曼利用一切时间，不厌其烦地进行磨片、画图，常常工作到深夜。
先驱杨氏鱼头骨结构绘图 | Min Zhu & Xiaobo Yu / Nature (2002)
即便如此，张弥曼也花了将近两年才最终完成磨片，画出了540多张图。之后她细心地把它们贴在平整的石板上，并用熔化的石蜡和蜂蜡，制作出薄薄的拓片，最后，将所有的拓片“拼装”成一个等比例放大20倍的模型。杨氏鱼的脑颅结构就像经历了魔法的放大，完整地呈现在我们面前了。
通过对放大模型的研究，张弥曼意外发现身为总鳍鱼类，杨氏鱼脑颅中并没有内鼻孔的痕迹。随后她重新观察了老师的标本，发现这些化石上本该是内鼻孔的部位并不完全，有些甚至没有保存下来，并不能直接得出总鳍鱼类具有内鼻孔的结论。于是她否定了老师的权威观点，从根本上动摇了总鳍鱼类“四足动物祖先”的地位，在当时全世界的地质学界和古生物学界引起了极大震动。
先驱杨氏鱼头骨结构绘图 | Chang & Yu / Scientia Sinica (1981)
随后张弥曼和学生朱敏在曲靖发现的骨鳞鱼类（四足形动物）——肯氏鱼（Kenichthys campbelli），进一步佐证她之前的发现，并确认了以肯氏鱼等为代表的原始四足形动物，才是四足动物的最近祖先。这一观点逐渐被学界所认同，张弥曼院士也因此于2016年10月，获得古脊椎动物学界的最高荣誉奖项：罗美尔—辛普森终身成就奖。
中国古生物学薪火相传
除先驱杨氏鱼外，张弥曼院士还将在青藏高原发现的一种特殊裂腹鱼化石，命名为伍氏献文鱼，献给指导她走上古鱼类学道路的恩师——伍献文院士（也是我国水生生物学的奠基人）。之后张弥曼院士的弟子朱敏博士，又以老师的名字命名了最早的辐鳍鱼类——晨晓弥曼鱼。曾和杨老、伍老共事的我国鱼类/古鱼类学先驱张春霖先生，也拥有以自己名字命名的古生物——张氏春霖鱼……
相比起命名背后复杂的物种分类，我更喜欢的是人名背后所体现的精神。伍献文82岁时曾言，自己甘做人梯，以余生为国家培养科学人才。我国科学家代代薪火相传，中国的古生物学才得以繁盛，如今已跻身于世界一流水平。
“韶华易逝，劝君惜取少年时！”
活化石与“龙的骨头”