自2001年5月进入中国科学院知识创新工程试点以来，古脊椎所加强了基础性、原创性研究工作，取得了一批重大成果，有力地推动了我国古脊椎动物学与古人类学研究走向世界、占领国际学术前沿的进程。2001-2020年研究所共发表SCI、SSCI论文1611篇，其中含《Nature》和《Science》杂志论文113篇，出版专著111部。若干成果在国际古生物学界产生了重大影响，进一步彰显了研究所作为国家专业研究机构的综合实力。 

　　一、“早期脊椎动物起源与演化研究”方向 

　　研究团队重点在“硬骨鱼纲起源与早期演化”、“四足动物起源”和“颌起源与有颌类早期演化”三个方向开展野外考察发掘及室内研究工作，深入探讨演化生物学关键问题，并为生物地层学等相关研究方向提供实证，涉及的化石门类主要包括盔甲鱼类、盾皮鱼类及硬骨鱼类，研究成果在世界上产生了重大影响，巩固了中国早期脊椎动物研究在古生物学研究领域的国际前沿地位。 

长吻麒麟鱼正型标本、高精度CT重建与生态复原

　　二、中、新生代鱼类研究成果 

　　在我国云南、贵州中三叠世海相地层中发现并命名了大量新鳍鱼类和龙鱼类新属、种，为了解古特提斯洋东西两侧辐鳍鱼类各主要支系的起源和辐射演化提供了新的证据。重建了较完整的早期新鳍鱼类进化树，修订了疣齿鱼科、肋鳞鱼科、卢加诺鱼科和拱鱼科的定义，完善了早期新鳍鱼类的分类体系。根据罗平强壮鱼和兴义亚洲鳞齿鱼等的详细研究，提出华南可能是近鲱形类预言鱼目的起源中心。根据新疆中三叠世阜康鱼头骨内部解剖学特征的研究，提出斯堪尼亚鱼目是腕鳍鱼次亚纲干群的新观点。发现迄今最古老的卵胎生新鳍鱼类光泽肋鳞鱼和最古老的疣齿鱼类云南暴鱼，更新了我们对早期新鳍鱼类的繁殖策略和生态适应的认识。新建鲤形目一新科江汉鱼科，命名骨舌鱼类两新种：三水金龙鱼和中华金龙鱼。 

云南暴鱼（上）与其他罗平鱼类（下）体型比较

兴义飞鱼复原图

　　三、低等四足动物研究 

　　两栖类和低等四足类研究方面，在野外工作基础上研究人员对燕辽和热河生物群中的相关材料进行了详细的研究。报道了辽宁建平多趾多肢畸形的天义初螈并推测地区性环境因素可能是畸形发生的主要原因，重新修订了热河生物群早期的有尾类分子围场皇家螈的形态学特征，对天义初螈的模式地点新材料的研究显示天义初螈并非隐鳃鲵科的最早代表；根据目前中国保存最完整的侏罗纪有鳞类骨架建立了谢氏红山蜥，厘定了热河生物群早期代表重要的有鳞类分子——矢部龙属并报道了被小盗龙吃进肚子中的王氏因陀罗蜥；命名了中国首个也是最早的侏罗纪离龙类骨架——侏罗青龙，以及目前中国最晚的离龙类属种——侏儒黑山龙。对中国其他地区产出的两栖类和小型爬行类的研究，首次发现报道了中国古近纪蛙类——中国三水蟾，填补了这一时期我国无尾类演化的空白；修订补充了中国晚白垩世、古新近的有鳞类属种的形态学和分类学。 

　　四、中生代恐龙及翼龙研究 

　　中国具有世界上最连续的中生代陆相地层，是恐龙及翼龙研究热点地区。研究小组近年来针对我国云南、宁夏的侏罗系地层，新疆、甘肃、浙江、山东、山西等地的白垩系地层进行了大量野外工作，采集到一批重要化石材料，在恐龙各个类群的形态学、分类学、系统学和形态功能及古生态学研究方向取得了一系列重要成果：早侏罗世禄丰动物群中命名了两个基干兽脚类新属种；通过赣州晚白垩世胚胎化石研究，首次记述窃蛋龙类个体发育特征；在新疆发现数百枚翼龙蛋并首次发现3D翼龙胚胎，证实翼龙具有相对早熟的胚胎发育模式，首次揭示了翼龙生长发育史；化石特异埋藏特征显示大型湖泊风暴事件导致翼龙集群死亡并短距离搬运快速埋藏；命名了新的尾羽龙——干戚刑天龙。

　　五、热河生物群和燕辽生物群研究 

　　形成于中—晚侏罗世的燕辽生物群和早白垩世的热河生物群是两个世界级的化石宝库，也是当今地球科学研究中最具活力的研究热点区域之一。基于多年来系统的野外地质调查和发掘，特别是与其它地质学科（如沉积学、地球化学、同位素年代地层学）和现代发育生物学的融合，研究团队取得了一系列原创性成果，重要的发现不胜枚举。首次发现具有膜质翅膀的恐龙，小盗龙的食性，最早的今鸟型类，最古老的鸟类食团，最早鸟类的肺部化石等；具有膜质翅膀擅攀鸟龙类恐龙的研究，揭示了在恐龙—鸟类演化历程中出现大量适应飞行的尝试，演化出表皮衍生物组合；对热河生物群不断发现的鸟类化石进行的系统古生物学研究，丰富了原始鸟类物种和生态多样性，建立了中生代鸟类系统发育框架，重要类群的起源和分异时间；对鸟类胸骨的骨化模式提出新的假说，特别是提出近鸟龙和会鸟不具有骨化的胸骨；证实了现代鸟类消化系统的主要特征在早白垩世已经出现；利用相关技术，在早白垩世羽毛中检测到羽毛角蛋白等。这些重大发现和研究成果为讨论鸟类起源和早期演化提供了依据，也使研究团队成为国际古生物领域最为活跃的团队。 

弥曼始今鸟生态复原图

　　六、新生代鸟类研究 

　　近些年，我国新生代鸟类化石研究的热点地区集中在我国西北地区的临夏盆地以及青藏高原。临夏盆地的鸟类化石和著名的“三趾马动物群”同层，都来自晚中新世的柳树组沉积，已经报道的种类包括了雉鸡类，隼类，沙鸡类以及鹫类。这些新的发现为晚中新世我国西北地区的古生态重建，提供了进一步的证据。例如干旱临夏鸟（下图所示）指示了临夏地区在晚中新世存在干旱开阔的生态环境，作为最古老的亚洲沙鸡科化石记录，提供了沙鸡科从非洲起源，随后扩散到亚洲的时间线索。新生代鸟类研究的另一个重要方向是全球的水禽：在我国青藏高原上第一次发现了更新世的翘鼻麻鸭，显示高海拔地区的鸟群已经有很长的历史。此外，在我国内蒙古二连盆地额尔登敖包剖面中始新世早期地层发现似Ameghinornithid鸟类，这类化石原来在埃及法尤姆早渐新世地层中发现，这是此类化石在亚洲的首次报道。 

临夏鸟化石照片和CT复原

　　七、中生代－古近纪哺乳动物及生物地层学研究 

　　长期以来，中生代哺乳动物研究成果卓著。该研究领域继报道世界上第一件对齿兽类骨架、世界上最大的捕食恐龙的哺乳动物、最早的滑翔哺乳动物等具有时代意义的成果之后，又发表胡氏辽尖齿兽、金氏树贼兽、神兽、仙兽等对于哺乳动物早期演化具有重大指示意义的一系列化石材料，近年来发表的新材料进一步完善了对中生代哺乳动物组成及特征演化的认识。在古近纪若干哺乳动物类群的起源和演化研究方面取得突破性进展：通过阿喀琉斯基猴的研究，把类人猿的理论起源时间向前推了1000万年；重建了阔鼻猴类和狭鼻猴类类人猿祖先类型的脑的特征，分析了类人猿脑的增大过程，进而探讨了“人类类型的脑从何时开始区别于其它类人猿、以何种速度增大、以及从何时开始可以称之为人脑”的问题；在啮形类起源方面，研究小组深入探讨了其早期系统发育关系，建立了相关的谱系，进一步证明了亚洲是啮形类起源和早期演化中心，并且从解剖学的角度详细研究了相关骨骼特征的演化，使我国在这一领域的研究继续保持了国际水平；内蒙古阿拉善左旗乌兰塔塔尔动物群新化石材料发掘与地层学工作显示，该动物群的连续化石记录涵盖了晚始新世和几乎全部渐新世，为这一关键时期哺乳动物演化提供了准确的地层框架；内蒙古二连盆地古近纪奇蹄类化石的研究，修订了对额尔登敖包剖面的岩石和生物地层对比，同时推断中始新世早期到晚始新世奇蹄类的多样性逐渐降低可能与始新世全球气温逐渐变冷有关。

李氏源掠兽

　　八、新近纪哺乳动物及生物地层学研究 

　　新近纪是地质历史上一个重要的时期。从这一时期开始，全球气候及海陆分布逐渐开始向现代格局靠拢，哺乳动物的现生科级分类群也都在这一时期全部出现。中国新近纪地层发育良好，哺乳动物化石丰富。近年来研究小组开展了广泛的野外调查，又发现了大量新的化石地点与标本，哺乳动物各门类的演化序列不断完善。对新近纪哺乳动物各门类的研究从传统古生物学向利用新技术、新方法、多学科的综合研究方向发展。近几年来对新近纪哺乳动物化石材料的研究成果颇丰。中国的新近纪生物年代系统已被国内外的权威专著作为亚洲的标准予以采用，也为国内科研、生产和教学单位广泛引用。 

契考三趾马化石及复原图

　　九、第四纪哺乳动物与生物地层学研究 

　　第四纪全球气候周期性和阶段性的变化是当今世界科学研究的一个前沿热门课题之一。由于我们生存的时代仍处于第四纪当中，对于第四纪古气候发展和演变的研究不但能解释我们所处环境的直接由来，更是能借此推断我们生存环境未来的走向。通过广西左江流域生物地层学和年代学的研究建立了我国南方更新世早、中、晚期巨猿-中华乳齿象动物群—大熊猫-剑齿象动物群（狭义）—亚洲象动物群的演化时序；依大连骆驼山地区动物群和年代学的系统研究，首次建立了中国东北地区晚新生代洞穴、裂隙堆积的时序；在重点区域第四纪生物地层系统综合研究中，发现了江南中华乳齿象、杨子长毛鼠等新的化石种类。 

　　十、中国古人类起源与演化的研究 

　　中国作为世界上古人类化石资源最为丰富的地区之一，其人类演化研究一直受到国际学术界及公众的关注。近10年来，研究团队在直立人和智人起源和演化，尤其是古老型人类的演化地位、现代人起源与扩散领领域开展了大量野外调查、发掘和研究工作，发现多处新的古人类化石地点，并取得了一系列新发现和认识。

道县福岩洞发现的47颗早期现代人牙齿化石

　　十一、古人类生存行为及影响因素研究 

　　更新世人类生存适应行为及影响因素是当今国际学术界研究的前沿与热点。近年来，研究团队进行了大量的野外调查和发掘工作，获得数万件古人类活动遗物及各类年度、环境等测试样品。系统揭示百万年前泥河湾盆地飞梁与麻地沟遗址的成因和生存行为特点；全方位描述了丹江口库区阿舍利大型工具的特点；完成了河南许昌灵井遗址形成过程与古人类石器技术研究，并对该遗址古人类骨器技术与人工刻划痕迹等信息进行系统揭示。立足考古学证据，结合古人类学、古DNA证据论证了早期现代人扩散的北方路线，对现代人扩散北方路线的路径、生存适应方式进行了研究。发现和发掘的尼阿底遗址（4600米）是西藏首个具有确切地层和年代学依据的旧石器时代遗址，将人类首次登上青藏高原的历史推前到距今约4万年前，是世界范围内史前人类征服高海拔极端环境的最高、最早纪录。对旧石器时代遗址出土的动物骨骼进行了系统的埋藏学与动物考古学分析，在考古遗址埋藏过程、现代人类行为起源、资源强化与广谱革命以及旧石器时代骨角器制品技术水平、文化源流等学术问题的研究方面取得了一定的原创性成果；同时，在骨骼表面痕迹三维重建、牙齿垩质切片、烧骨技术分析、地理信息系统与动物考古学研究结合等新的学科技术手段方面也进行了有益的探索与尝试。 

　　十二、古DNA方向研究新进展 

　　DNA是揭示人群亲缘关系的最直接证据之一，通过提取、测序、分析史前人类与伴生物种的古DNA来复原现代人的起源、迁徙路径、行为方式和生存面貌，成为人类学领域的最新热点和前沿趋势。近五年来，我所分子古生物学研究团队立足我国丰富的人类化石资源，通过延展应用与共同创新古DNA技术，在东亚人群，尤其是中国早期人群的演化研究方面取得重要进展，其最新发现与研究成果为人类演化史带来新的认识。 

　　最具国际影响力的成果包括：解码东亚最古老现代人“田园洞人”基因组，揭示东亚史前人群的多样性与遗传历史的复杂性；首次正式发表东亚尤其是中国南北方人群规模性、系统性的史前基因组研究，揭示中国史前人群的南北分化格局、内部融合过程、迁徙扩散模式及人群的主体连续性，并证实南岛语系人群的中国南方起源及迁徙流动在亚洲沿海人群史前史中所起的重要作用；从青藏高原白石崖溶洞的遗址沉积物（土）中获得东亚首例丹尼索瓦人线粒体，证实丹尼索瓦古人类曾在东亚广泛分布；捕获测序中国南方11,000年前个体的线粒体基因组，发现其属于未知现代人群M71d亚支系；系统总结农耕文化出现之前全球各区域现代人的遗传演化特点，尤其是欧亚东部大陆自旧石器时代以来的多种古人群及多次大规模南迁活动，清晰梳理出史前人类在时间与空间上的发展脉络。

　　这些科学研究不仅填补了东方尤其是中国地区早期人类遗传与演化的重要信息缺环，为探源东亚族群及丰富人类演化进程的细节知识和学术认知做出重要科学贡献。

　　十三、重大地质环境变化及脊椎动物协同演化 

　　针对地球系统科学中生命和环境的相互作用与协同演化等重大科学问题，以具有中国地域特色的陆相地质记录以及脊椎动物化石和人类遗存地点为研究对象，重点针对K/PG界限、PETM事件、中新世温暖及降温期，中更新世环境转型等重大环境事件，探索脊椎动物演化的环境背景与制约因素，探讨气候环境演变与人类起源和演化的关系。代表性成果包括：从早白垩纪晚期发现的鸭嘴龙类恐龙牙齿中提取到植物表皮和植硅体残留物，探讨了植食性恐龙食性及禾本科起源关系；重建了中国北方地区中更新世气候转型及区域环境的演化过程，探讨其与哺乳动物及人类演化的关系；重建了末次冰盛期以来东北地区古植被与古生态历史等。

中更新世气候转型期中国北方生态环境、人类脑容量及泥河湾盆地石器技术变化

　　十四、农业起源与文明交流 

　　综合考古遗址、文化层和自然沉积物中花粉、植硅石、淀粉等微体化石分析、古代炭化种子及木炭化石，稳定碳、氮、氧同位素及元素地球化学指标记录，重建在末次冰期-全新世东亚、中亚、南亚等不同生态环境地区的早期农业社会形成与发展演化过程，人类利用野生或栽培植物资源的种类与方式，家畜驯化过程及形态演变，农业起源的驱动机制。探讨水稻、粟、黍、小麦、大麦等驯化作物的形态、产量及全球品系的扩张、发展及演变过程，评估粮食生产社会的发展与成熟及其对文明起源的影响、气候环境变化对古代人类社会的影响及人类适应。

中亚乌兹别克斯坦南部9000年前后的炭化大麦种子