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我們都是一條魚？是的，且看祖先如何長出“手指”

科普小知識(shí)祖先陸地演化魚雷


我們都是一條魚？是的，且看祖先如何長出“手指”



從魚變?nèi)朔謳撞?？看祖先如何完成大工?。
【我們都是一條魚？是的，且看祖先如何長出“手指”】希望螈化石 | 《自然》雜志
作者 | 劉森 遼寧古生物博物館 展覽部主任
當(dāng)你掏出手機(jī)， 用拇指滑動(dòng)屏幕， 閱讀這篇文章的時(shí)候， 或許不會(huì)想到， 這幾個(gè)對(duì)我們來說再平常不過的動(dòng)作， 卻是源于3億年前一群不甘平凡的魚類， 在淺灘中用胸鰭移動(dòng)身體所作的無數(shù)次努力 。
魚是怎么一步步演變成人類的， 一直是令科學(xué)家好奇的問題 。 研究表明， 3億多年前， 一群肉鰭魚慢慢爬上陸地， 演化出現(xiàn)生的兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥類和包括人類所屬哺乳動(dòng)物在內(nèi)的四足脊椎動(dòng)物 。 這其中， 魚類登陸是生命演化史上的里程碑式事件 。
但這個(gè)過程具體是怎樣的？一開始， 魚類是如何過渡成兩棲動(dòng)物的？至今仍沒有足夠認(rèn)識(shí) 。
最近， 來自澳大利亞和加拿大的古生物學(xué)家們， 揭開了其中重要一環(huán)：他們發(fā)現(xiàn)了一種古老的螈類——“希望螈”化石， 揭示了魚鰭向人類手部的演化過程 。 該研究發(fā)表在2020年3月18日的《自然》雜志 。
“希望螈”藝術(shù)復(fù)原圖 | KatrinaKenny
長“手指”的魚
魚類從水生到陸生環(huán)境的轉(zhuǎn)換會(huì)遇到許多困難， 其中最重要的挑戰(zhàn)， 就是將鰭逐漸演化為有力的四肢， 獲得在陸地上運(yùn)動(dòng)的能力 。
之前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)鍵化石 。
一個(gè)是泥盆紀(jì)晚期的提塔利克魚， 它的鰭和魚類祖先相比變得更小也更簡單了 。 其胸鰭的鰭條很不對(duì)稱， 科學(xué)家推測(cè)在其底部已經(jīng)形成了一層“掌心肉”， 并且具有骨骼支撐， 只是還沒有長出明確的指骨 。
提塔利克魚的鰭不足以支撐其上陸， 但可以幫助它們?cè)谒滓苿?dòng) 。
同樣生活在泥盆紀(jì)晚期， 被認(rèn)為是“最早四足動(dòng)物”的的魚石螈和棘螈， 則已經(jīng)拋棄了由鰭條支撐的胸鰭和腹鰭， 取而代之的是由骨骼支撐的四肢， 包括數(shù)量不等的手指（原為鰭條） 。
這證明它們除了能夠在水底移動(dòng)， 還擁有了一定的陸地移動(dòng)能力 。
最早的四足動(dòng)物——魚石螈， 已經(jīng)長出了手指（原為鰭條） | 維基百科
但是， 在它們之間， 還缺少了一個(gè)關(guān)鍵過渡——既有鰭條， 又有指骨的魚 。
希望螈的出現(xiàn)正好彌補(bǔ)了這一環(huán) 。
承前啟后的新化石
在這項(xiàng)新研究中， 研究人員對(duì)一塊距今3.8億年前泥盆紀(jì)晚期的“希望螈”化石進(jìn)行了高精度CT掃描， 結(jié)果顯示， 這種魚既有鰭條， 也擁有明顯的指骨 。
在由鰭條包裹的胸鰭中， 不僅可以清晰地看到肱骨、橈骨+尺骨、腕骨和掌骨（相當(dāng)于人類的大臂、小臂、手腕和手掌）， 還發(fā)現(xiàn)了兩根明確的指骨， 以及三根可能的指骨 。
希望螈胸鰭骨骼與人類上肢骨骼對(duì)比， 圖中紅色為確認(rèn)的指骨 | John Long
這一結(jié)果告訴我們， 魚類在離開水之前， 就已經(jīng)有脊椎動(dòng)物基本的四肢結(jié)構(gòu)了 。
同時(shí)， 經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)， 希望螈比提塔利克魚更接近四足動(dòng)物， 填補(bǔ)了魚類向四足動(dòng)物演化的重要空白 。
登上陸地， “手指”只是一小步
這是我們“祖先”的高光時(shí)刻 。 但我們不免會(huì)好奇， “魚類變?nèi)恕钡娜^程是怎樣的 。
魚類要登上陸地， 面對(duì)的不僅僅是身體移動(dòng)的問題， 其他身體結(jié)構(gòu)， 包括呼吸、捕食， 乃至繁殖行為和發(fā)育過程， 都要升級(jí)換代 。
如此浩大而復(fù)雜的工程， 是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
生物學(xué)家認(rèn)為， 主要經(jīng)歷四個(gè)重要的身體結(jié)構(gòu)變化 。

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