鱼类一小步,进化一大步 北极发现鱼类走向陆地缺失环节

发布时间:2006-04-17来源:


    本报讯 美国科学家日前在加拿大发现了一批具有决定性意义的古生物化石,它们展示了动物是如何从水中走上陆地,以及鱼类进化为陆生动物的过程。
    
    这种生物生存的年代距今约3.75亿年。古生物学家将这一产自泥盆纪的标本称为真正意义上的“缺失环节”,科学家对于鱼类到底是如何进化出四肢并走上陆地,以及最终进化出包括人类在内的现代动物一直存在疑惑,该化石的发现无疑将填补这一认识上的空白。这项研究成果发表在最近出版的英国《自然》杂志上。
    
    古生物学家将这几具像鱼一样的四脚动物称为Tiktaalik roseae,它们是由美国宾夕法尼亚州费城自然科学研究院的Edward Daeschler、伊利诺伊州芝加哥大学的Neil Shubin以及马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的Farish Jenkins与同事共同研究发现的。
    
    研究人员在加拿大北极地区Ellesmere岛的一个河流三角洲附近发现了这些化石,其中包括一个像鳄鱼一样的生物化石,这具前半截基本完整的化石骨架长约20公分。
    
    这种动物生有多刺鳞和鳍,但是前鳍却已经演变为前肢,并且已经进化出一个前肢所具有的内部骨骼结构,包括肘关节和腕关节。但是这种生物的前肢顶端并没有进化出清晰的足趾,依然保持鳍的形状。古生物学家如今正在寻找更为完整的化石标本,从而对这种生物的后半截躯体有一个更全面的了解。
    
    在此之前,科学家也曾发现过同时具有鱼类和陆地生物特征的动物。研究人员认为,大约3.85亿年前,鱼类开始在浅水中“行走”,而进化出四肢和清晰足趾的鱼类大约出现在距今约3.65亿年前。
    
    此次发现的化石无疑将填补这一进化时间上的空白,通过Tiktaalik,研究人员将更加深入地了解这一进化过程的细节。例如,新发现的化石头部具有一个类似于小鳃裂的结构,这一结构最终将进化出耳,并且很长的口鼻部将有助于生物在陆地上捕获猎物。
    
    瑞典乌普萨拉大学的Per Ahlberg认为:“Tiktaalik在相当大程度上缩小了鱼类向四脚动物转化的化石记录缺口。”
    
    纽约市美国自然历史博物馆的古生物学家John Maisey表示:“Tiktaalik可能是一个笨拙的‘游泳选手’。”Maisey认为,这种生物应该生活在浅水环境中,它仅能够通过前肢拖动身体向陆地方向运动,从而逃脱食肉动物的捕杀。他认为:“四脚动物并不是通过这种从水中逃命的方法占领陆地的。”
    
    Daeschler和Shubin从1999年开始寻找这一进化链上的缺失环节。在大学本科的教科书上,Ellesmere岛被描绘为一个四处暴露着泥盆纪岩石的地区,由于古生物学家之前并未对这里的脊椎动物化石进行过研究,因此两位科学家便将目光锁定在这一区域。
    
    研究人员只有搭乘飞机才能到达这片荒无人烟的地方,并且由于气候极端恶劣,他们只能在每年夏季的两个月中开展野外研究工作。研究小组最初围绕着岩层露头寻找植物化石,从而确定溪流或三角洲沉积物,这些工作都是为了找到曾经有浅水存在的目标区域。
    
    Daeschler表示:“这里是鱼类向四足动物进化的关键场所。”
    
    2000年,研究人员终于在侵蚀的岩层中发现了保留有鳍的鱼类化石。Daeschler回忆说:“2004年,我们真的很幸运,一共发现了三具头骨局部化石和大量颚骨化石。”
    
    Shubin清楚地记得,他在一阵徘徊后坐在一块岩石上吃午饭。他说:“当时我正在查看一面悬崖,突然发现一只Tiktaalik的大嘴正对着我。我几乎不能相信自己的眼睛。我知道在悬崖的后面埋藏着骨架的剩余部分。我们都兴奋极了。”
    
    王丹红 赵路(2006-04-17)