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科学家或发现软骨鱼硬骨鱼共同祖先

科普小知识2022-03-02 22:36:01
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当谈到绘制生命之树时,人类和鲨鱼之间最重要的区别不是四肢和鳍,甚至不是肺和鳃。所有的差异都可以归因于两者的本质。

鲨鱼骨头是由软骨制成的。它们被称为软骨鱼。然而,像硬骨鱼一样,人类和大多数其他活着的脊椎动物属于另一类——这些生物的骨骼是由硬骨组成的。

科学家们已经知道这两个类别在大约4.2亿年前就分开了,但是这两个类别的最后一个共同祖先是谁仍然是一个未解之谜。

现在,在俄罗斯西伯利亚的一个小鱼化石大脑中发现的秘密可能会提供一些线索。

讨论中的化石材料是大约4.15亿年前在西伯利亚发现的一种泥盆纪鱼类,其头骨和鳞片。

早在1992年,一篇简短的科学论文提到了这种化石,并根据其鳞片和头骨与新西伯利亚群岛的Dialipina的相似性,将其归类为Dialipina的一种。

然而,同一时期的硬骨鱼非常罕见,所以当英国伦敦帝国理工学院的古生物学家马丁·布拉索(Martin Brazeau)在互联网上发现西伯利亚化石鱼的更详细图像时,他和他的同事、牛津大学的萨姆·吉尔斯(Sam Giles)和马特·弗里德曼(Matt Friedman)认为,对这种鱼的起源进行更详细的研究是值得的。

为了找出这种鱼能在哪里融入早期颌类脊椎动物的进化,研究人员使用了一种微型计算机断层扫描技术——类似于医院里的病人使用的常规计算机断层扫描成像技术,来观察他们身体的内部状况,从而在不破坏化石的情况下观察他们1厘米长的头骨中的骨骼结构。

研究人员发现,尽管根据外部形态,如头盖骨的形状和鳞片的颜色,化石先前被归类为硬骨鱼,但CT扫描显示了软骨鱼和硬骨鱼令人惊讶的镶嵌特征。

例如,这种鱼的头骨由一个大骨板组成,类似于今天的硬骨鱼,但是它头部周围的血管和神经痕迹更接近软骨鱼的形状。

研究人员在1月12日的《自然》在线版上报道了这一发现。他们将鱼命名为骏利司库·舒尔茨,指的是古罗马的神骏利。

这一发现表明,有颚脊椎动物的两个分支的共同祖先具有硬骨鱼的特征,但随后从软骨鱼的谱系中消失,例如头骨的骨板。

这一发现支持了2013年的一项研究结果,即一些被认为是硬骨鱼所特有的特征,例如大型板状骨的存在,实际上出现在盾形鱼中,这是一种已经灭绝的颚鱼,与硬骨鱼和硬骨鱼的祖先都有关系。

这一发现也支持了2014年的一项研究结果,该结果显示,一个有3.25亿年历史的鲨鱼化石具有惊人数量的硬骨鱼特征,这意味着它的祖先也有这些特征,鲨鱼可能比以前认为的更特殊。

这项新研究的第一作者Giles指出,这些发现总体上可以纠正软骨鱼比硬骨鱼更原始的误解。

与一个比另一个更古老的类别不同,“这两个物种进化了不同的适应能力,而且它们还保留了源自其祖先的不同原始特征。”贾尔斯解释说,“每个物种都找到了不同的方法来解决他们在生活的海洋中遇到的问题。”

澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的古生物学家约翰·朗说:“Janusiscus是一个迷人的发现。”他强调,这也是一项不使用精细CT扫描技术就无法实现的成就。龙说:“通过揭示这些关键过渡化石的新信息,现代技术的使用正在改变我们进行古生物学研究的方式。”

软骨鱼包括鲨鱼、鳐鱼、鳐鱼和嵌合鱼。就在珀尔帖在泥盆纪逐渐灭绝之前,硬骨鱼和软骨鱼出现了。尽管软骨鱼类被成功地归入一类,但其物种数量(约550种)仍远少于现代硬骨鱼(约20,000种)。软骨鱼和硬骨鱼在许多方面是不同的。最明显的是软骨鱼的骨骼是由软骨组成的。尽管脊柱部分骨化,但缺少真正的骨骼。其他特征包括5 ~ 7对鳃裂。皮肤上有齿状结构的盾鳞;大量的牙齿排列在口腔中。大多数软骨鱼生活在海水中,但也有一些淡水鲨鱼。

(赵茜·Xi)