2015年，加拿大新斯科舍省蓝滩化石博物馆的两人，凭直觉在小溪里发现了一块布满牙齿的弯曲鱼颌化石。这块化石来自3.5亿年前的鱼类，而它的发现，竟改写了人类对现代脊椎动物起源的认知。接下来，我们就一起看看这块化石背后，藏着怎样的远古秘密。
2015年，加拿大新斯科舍省蓝滩化石博物馆的馆主索尼娅·伍德，和馆长克里斯·曼斯基，凭着伍德的直觉，在一条小溪里发现了一块长长的、弯曲的鱼颌化石，上面布满了牙齿。
他们发现的这块化石，属于一种生活在3.5亿年前的鱼类。它的骨壳在湖床上展开，跨度近1米。这种大型鱼类生活的水域里，竞争对手众多，其中不乏体型是它数倍的“巨无霸”。它长长的颌部顶端，长着钩状牙齿，用来捕捉难以捉摸的猎物；颌部后方则有尖牙，用来刺穿猎物并将其撕碎食用。
在过去的八年里，我加入了古生物学家杰森·安德森领导的团队。安德森几十年来一直在研究新斯科舍省哈利法克斯西北部的蓝滩地区，还和曼斯基及其他同事展开了合作。团队的大部分研究集中在四足动物上——这类动物包括最早登上陆地的脊椎动物及其所有后代。而我的研究，则聚焦于蓝滩化石能为我们揭示现代脊椎动物世界的形成过程。
现代脊椎动物世界的特征，是三大类群占据主导地位：软骨鱼纲（包括鲨鱼、鳐鱼和银鲛）、肉鳍鱼纲（包括四足动物、稀有的肺鱼和腔棘鱼），以及辐鳍鱼纲（从鲟鱼到金枪鱼都包含在内）。仅存的少数无颌鱼类，只是这一格局的补充。
这种基本分类格局，至少在过去3.5亿年里，一直保持着惊人的稳定性。
而在那之前，脊椎动物世界的物种要丰富得多。比如在古生代的志留纪时期（4.437亿-4.192亿年前），现代脊椎动物的祖先，与带刺的“伪鲨鱼”（棘鱼纲）、类鱼的肉鳍鱼、盾皮鱼以及身披骨质外壳的无颌鱼类共同生活在水中。
到了晚泥盆世（4.192亿-3.589亿年前），身披甲胄的无颌鱼类数量大幅减少，但其他类群的多样性依然很高。当时的辐鳍鱼纲，还只局限于少数几种体型相似的物种。
而在紧随其后的早石炭世，一切都发生了改变。盾皮鱼彻底消失，类鱼的肉鳍鱼和棘鱼纲的物种数量锐减，辐鳍鱼纲和软骨鱼纲则取而代之，开始繁盛起来。
现代脊椎动物世界就此诞生。
蓝滩地区的研究，帮助我们理解了这一转变过程。对该地区四足动物和辐鳍鱼的研究表明，泥盆纪时期的生物形态，在石炭纪得以延续。
泥盆纪末期，盾皮鱼、棘鱼纲和类鱼的肉鳍鱼数量突然减少，这可以用一次大灭绝来解释。但如今有证据显示，多种辐鳍鱼和四足动物存活了下来，并在蓝滩地区留下了化石。这一发现彻底改变了我们对整个演化故事的认知：泥盆纪时期的四足动物和辐鳍鱼存活了下来，并为这些类群在石炭纪的演化奠定了基础。
但古生物学家仍面临着诸多重要问题。其中一个争议点，就是在现代脊椎动物世界诞生之际，辐鳍鱼纲是如何实现多样化的——它们是先探索出新的捕食方式，还是先演化出了新的游动方式。
蓝滩发现的这块化石，就属于辐鳍鱼纲。我们很想知道，它能为解决上述争议提供什么线索。但对比研究并不容易。在之前的泥盆纪时期，人们已知两种长颌、大尖牙的辐鳍鱼（Austelliscus ferox和Tegeolepis clarki），但新发现的鱼颌弯曲程度更极端，牙齿排列方式也不同。新化石颌部后方的尖牙最大，而Austelliscus和Tegeolepis的最大尖牙则在颌部前端。
这些差异足以让我们将其归为一个新的属种，并命名为Sphyragnathus tyche。考虑到关于辐鳍鱼纲多样化的争议，我们提出了一个推测：Sphyragnathus与泥盆纪辐鳍鱼在解剖结构上的差异，代表了它们在捕食适应上的不同方向。
为了验证这一推测，我们将Sphyragnathus、Austelliscus和Tegeolepis，与现存的辐鳍鱼进行了对比。在现代辐鳍鱼中，解剖结构的差异对应着功能的不同：前端有尖牙的物种，用前牙捕捉猎物，用后牙咬住猎物；而后端有尖牙的物种，则用后牙发挥作用。
我们无法直接观察化石鱼类的捕食行为，于是分析了它们的牙齿在受力时可能承受的压力。结果显示，Sphyragnathus的后牙在受力时压力较小，非常适合刺穿猎物；而Austelliscus和Tegeolepis的后牙，即使受力较小，产生的压力也会显著更大，因此更适合咬住猎物。
我们得出结论：Sphyragnathus是目前已知最早的、适应以刺穿方式撕碎猎物的辐鳍鱼。这一结论，也与“捕食方式优先”假说的广泛推测相符。
不过，研究仍有很大的推进空间——目前只发现了Sphyragnathus的颌骨，因此“游动方式优先”假说尚未得到验证。但这也正是古生物学的挑战与魅力所在：通过不断捕捉远古的蛛丝马迹，我们就能逐步揭开生命演化的历史。
至于辐鳍鱼纲，现有研究表明，它们在泥盆纪时期就已经开始多样化，在现代脊椎动物世界诞生之际，又进一步适应新的生态角色。
