人类的共同祖先就是这条鱼？

研究小组已经发现了鱼着陆过程中的关键化石——蝾螈希望。这种有指骨的鱼让我们看到了生命进化的规律，但是它们是人类的直接祖先吗？

希望蝾螈艺术修复图(照片来源:卡特里娜·肯尼)

3亿多年前，一些鱼在陆地上着陆，并最终进化出包括人类在内的各种陆生脊椎动物。鱼类登陆是生命进化史上的一个重要事件，但我们仍然缺乏对鱼类向两栖动物过渡的足够了解。在发表在《自然》杂志上的研究中，研究小组发现了鱼类登陆过程中的关键化石——蝾螈希望，一种有指骨的鱼类，可以让我们一窥生命进化的规律，但它们是人类的直接祖先吗？

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在大约4.2亿到3.6亿年前的泥盆纪期间，海洋中的各种鱼类奋力求生，抢夺有限的食物、栖息地甚至氧气资源。与此同时，广阔的土地变得安静多了——蕨类植物和昆虫占据了大片土地，而巨大的有价值的生态位仍然空着。直到晚泥盆世，一些鱼开始尝试着上岸。

鱼类登陆是生命进化史上的一个重要事件。今天，陆地上种类繁多的脊椎动物，包括我们人类，都是这组登陆器的后代。从水生环境到陆地环境的过渡将会遇到许多困难，而最重要的挑战是获得在陆地上移动的能力。鱼的鳍逐渐进化成强壮的四肢，在陆地上支撑它们沉重的身体，并提供足够的运动能力。

从鱼到两栖动物的转变

谁是第一个地主？科学界对这个问题有许多争论。现在，随着越来越多的化石证据被发现，古生物学家已经把重点放在了一种食肉的鳍鱼上，即四足动物。这种动物的化石保留了鱼类的基本体形，但具有一些适应陆地生活的特征，因此它们被认为是鱼类和两栖动物之间的过渡形式。

有了四足动物提供的化石证据，我们可以看到晚泥盆世食肉有鳍鱼类是如何逐渐放弃它们脆弱的鳍，获得强壮的四肢来着陆的。例如，我们熟悉鱼虾和棘虾。尽管它们保留了鱼类的特征，但它们已经放弃了胸鳍和由鳍条支撑的腹鳍。相反，四肢由骨头支撑，包括不同数量的手指，这证明它们有在陆地或水下移动的能力。

鱼骨复原图(图片来源:君特·贝克利博士)

然而，形态特征表明，它们不能完全离开水环境生活。例如，棘齿类动物有扁平的头部和沉重的身体，它的前肢不能在肘部弯曲，因此很难在陆地上支撑它庞大的身体，更不用说快速移动了。显然，这种动物仍多生活在水中，四肢伸开划桨，但不在身体下部提供支撑。人们还认为，它们可能无法离开水而生存，因此尽管它们被命名为“蝾螈”，但从狭义上来说，它们不属于两栖动物。

归还的鱼骨(图片来源:瑞安·索玛)

与此同时，古生物学家还发现了一种更以鱼类为导向的化石——Tiktaalik。2019年发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现，TiTaleq鱼的鳍比它们祖先的鳍更小更简单。蒂芙尼塔雷克胸鳍非常不对称。腹鳍比背鳍小几倍。研究人员推测，这可能表明胸鳍底部形成了一层肌肉。这层肌肉类似于四足动物手掌中的肉。虽然它不足以支撑它们着陆，但它可以帮助它们在河底移动。蒂芙尼塔雷克(Tiffany Taleq)仍有胸鳍，但胸鳍已经有骨骼支撑，但仍缺乏清晰的指骨。

无论是有鳍但没有趾骨的TiTaleq鱼，还是无鳍但没有趾骨的棘齿鱼和鱼骨鱼，都为鱼类进化为两栖动物提供了重要线索。然而，在它们当中，仍然有一个关键的过渡环节——有鳍支撑并进化出趾骨的鱼。

充满希望的蝾螈带来希望

最近，发表在《自然》杂志上的一项研究终于弥补了缺失的一环。

来自魁北克大学摩斯基分校和澳大利亚弗林德斯大学的研究人员用CT扫描了一个埃尔皮斯托斯特奇沃特森尼的样本。

Elpistostege watsoni的标本和复原图(照片来源:Cloutier等人，2020年)

希望蝾螈生活在约3.8亿年前的浅海和河口地区，长约1.6米。它是一种大型食肉动物。该物种最初是在加拿大魁北克的米瓜沙国家公园被发现的，当时只发现了一个零碎的头骨化石，并被归类为早期的四足动物。但是，1985年再次发现的部分头骨化石显示，希望蝾螈实际上是一种带肉鳍的鱼。2010年，在这里发现了另一个保存完好的火蜥蜴化石，这也是本次研究的主题。

三维重建结果表明，鱼不仅有鳍包裹，而且有明显的指骨。先前的研究表明，蝾螈和塔拉克鱼之间的系统发育关系非常密切。在看了CT扫描图像后，研究人员惊讶地发现，他们希望蝾螈比蒂芙尼塔拉克鱼更接近四足动物。在由鳍条包裹的胸鳍中，不仅可以清楚地看到肱骨(相当于我们的大臂)、桡骨和尺骨(前臂)、腕骨(手腕)和掌骨(手掌)，还可以找到两个明确的指骨和三个可能的指骨。

人们希望将蝾螈的胸鳍骨骼与人类上肢骨骼进行比较，图中的红色是确认的指骨(图片来源:约翰·朗)

“这是指骨和鳍首次在鱼类*存。这个标本中的指骨与其他四足动物非常相似。”作者之一，弗林德斯大学古生物学和地层学教授约翰·朗说。

虽然指骨看起来只是很小的骨头，并不引人注意，但它们实际上在支撑四肢方面起着重要的作用。“有了方阵，这些鱼可以在水下或陆地上支撑它们沉重的身体。郎教授说:“在鱼鳍上加上这些小骨头，可以让它们灵活而均匀地在鱼鳍上分配重量。”。“我们的发现将指骨的起源推回到鱼类。同时，这个结果也告诉我们，鱼在离开水之前就已经拥有了脊椎动物的基本肢体结构。”

该论文的交流作者、加拿大魁北克大学摩斯基校区的理查德·克劳蒂尔(Richard Cloutier)表示，在过去十年中，化石证据已经很好地揭示了在鱼类上岸过程中两栖环境的变化导致的呼吸系统、听觉器官、进食方式等方面的变化。这一发现填补了鱼类运动能力进化的空白。

我们的祖先？

不幸的是，尽管我们已经发现了如此多的从鱼类到两栖动物的过渡化石，但对于它们是否是人类和其他陆生生物的祖先仍有很大争议。这是因为许多四足动物通常具有在这些化石中没有发现的结构。例如，大多数活着的四足动物每只手都有5个手指，而鱼骨兽每只手有6-7个指骨，鱼骨兽甚至有8个。

更有可能的情况是，来自不同地区的鱼试图上岸，并形成了相似的模式。这些希望蝾螈、棘螈和鱼龙更有可能成为我们当时祖先的竞争对手，而我们真正的祖先还没有形成化石来保存或尚未被发现。

然而，这种研究仍然具有重要意义。通过这些化石，我们可以一窥生命进化的历史和规律。正如克劳蒂尔所说:“我希望蝾螈不一定是我们的祖先，但它仍能反映从鱼到四足动物的进化过程。”

原始纸张:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2100-8

原标题:这种鱼是人类的共同祖先吗？