从鳍到手，进化过程中它们经历了什么？

希望蝾螈艺术修复图维尔辛科宁绘画

人们希望，尽管火蜥蜴的指骨看起来只是小骨头，但它们在支撑四肢方面发挥着重要作用。鳍上的这些小骨头使它们能够灵活而均匀地将重量分布在整个鳍上。这些鱼有指骨，可以在水下或陆地上支撑它们沉重的身体。

当我们年轻的时候，我们总是好奇，人类从哪里来，他们的祖先是谁？事实上，不仅仅是普通人，人类的起源，也是科学家一直在努力探索的。

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。鱼类的登陆是生命进化史上的一个重要事件，但是对于鱼类是如何过渡到陆生脊椎动物的还没有足够的了解。

最近，媒体报道称，发表在《自然》杂志上的一篇论文指出，科学家们在鱼类登陆过程中发现了一个关键的化石——蝾螈希望。这是人类第一次在已知的动物化石上发现手指和鳍“锁定”在一起，揭示了人类的手是如何从古代鱼类的鳍逐步进化而来的。

缺少从手指到手指的重要过渡环节

如果你想知道人类的手是如何从古代鱼的鳍逐步进化而来的，首先你需要知道鱼是如何过渡到陆地脊椎动物的。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的副研究员鲁静在接受《科学日报》采访时说，所有陆生脊椎动物统称为四足动物。四足动物是由鱼进化而来的。为了区分这两种动物，有鳍的动物通常被定义为鱼，有手指/脚趾的动物被定义为四足动物。因此，侧鳍(胸鳍和腹鳍)进化到四肢，尤其是手指，是非常重要的。对鱼类进化为四足动物的详细了解是过去200年来古生物学最伟大的成就之一。

"鱼在真正着陆并进化成四足动物之前有一系列过渡形态."鲁静说有几个最重要的。一个是现存的肉鳍鱼拉蒂默，它保留了许多肉鳍鱼的祖先形式，但仍远非四足动物。第二种是真正的棕鳍鱼，这是一种非常“进步”的泥盆纪四足类肉鳍鱼。它们基本上像鱼一样，没有四条腿。它们已经适应了生活在浅水区，有点像今天的黑鱼，但它们不会爬到岸上。接下来是最早的四足动物代表——鱼骨鱼和鱼骨鱼，它们为最早的四足动物的身体结构和生活条件，尤其是四肢的发育和进化提供了突破性的数据。

鲁静说,“半鱼半蝾螈”生物处于真正的棕鳍鱼与鱼骨鱼和棘鲵之间的关键过渡位置，是希望的蝾螈。目前，发现了三个属的蝾螈:蝾螈，潘切塔和Taleq titik。

Tik Taleq fish是希望蝾螈的著名成员。它的鳍向四肢方向进化。Tik Taleq鱼的胸鳍不对称，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。然而，提克里特塔拉克鱼的鳍骨更接近于真正的掌状鳍鱼，尤其是末端的骨骼非常少，这使得不可能识别明显的“手指”。

但鱼骨鱼和鱼骨鱼虽然保留了鱼类的特征，但胸鳍和腹鳍的鳍已经完全退化，取而代之的是由不同数量的骨骼和手指支撑的四肢，这证明它们已经准备好在陆地上生活。然而，其他证据表明，它们可能仍然主要生活在水环境中。它们的四肢被用来在水下移动身体。鱼骨鱼可能完全是水生的，而鱼骨鱼可能已经能够以类似于今天海豹的姿态在陆地上移动。

无论是有鳍但没有趾骨的泰克塔拉克鱼，还是有鳍但没有趾骨的鱼骨鱼和鱼骨鱼，都为鱼类进化为两栖动物提供了重要的线索。然而，在它们当中，仍然有一个关键的过渡环节缺失——鱼鳍和指骨都缺失。

我们的手指或鳍源自于此

我希望蝾螈的出现弥补了这个缺失的关键环节。

来自魁北克大学莫斯基分校和澳大利亚弗林德斯大学的研究人员用计算机断层扫描了一个保存完好的泰勒特里顿候选人标本。三维重建结果表明，该鱼既有发达的鳍，又有明显的指骨。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)、掌骨(手掌)，还可以清楚地看到两个明确的指骨和三个可能的指骨。

"这是鱼的指骨和鳍第一次共存."该论文的作者之一、弗林德斯大学古生物学和地层学教授约翰·朗说，指骨虽然看起来只是小骨头，但并不重要，它们实际上在支撑四肢方面发挥着重要作用。鳍上的这些小骨头使它们能够灵活而均匀地将重量分布在整个鳍上。这些鱼有指骨，可以在水下或陆地上支撑它们沉重的身体。

鲁静碰巧认识这项研究的几位作者。“他们都参加了我们去年组织的早期脊椎动物年会，并在会上就这项研究做了报告。”鲁静说，他希望这条蝾螈看起来有点像大鲵、鳄鱼和鲶鱼的混合物。它的头非常类似于鳄鱼，它的身体有点像大鲵，但是它的身体在水中移动更像一条大鲶鱼而不是大鲵。它的“手”看起来像现代澳大利亚肺鱼的鳍，但它更强壮，可以在浅水中暂时支撑身体。然而，从外面看，所谓的“手”仍然是鱼鳍，有明显的扇形鳍部分，没有分裂成功能性的手指，所以它还不是四足动物。

“Tik Taleq鱼和真棕鳍鱼没有蝾螈的希望，所以许多小鳍骨排列成指骨状。如上所述，这是否意味着蝾螈的鳍在传统上是区别鱼类和四足动物的最重要的特征，所以说蝾螈的鳍正处于从侧鳍向四肢过渡的关键阶段。论文的作者甚至认为希望蝾螈模糊了鱼和四足动物之间的界限。鲁静强调。

那么，我们能说我们希望火蜥蜴是人类的直接祖先吗？

鲁静认为生命进化是一个极其复杂和微妙的过程，而化石记录相对分散。因此，在观察生命之树时，不可能找到严格意义上的直系祖先。所发现的总是近或远的“表亲”。他们可能有许多真正的直系祖先的特征，但他们也有一定比例的自己独特的特征。然而，通常不容易确定哪些是祖先特征，哪些是独特特征。

然而，就形态学和亲缘关系而言，这些化石“表亲”中的一些可能已经非常接近它们真正的直系祖先，但是“非常接近”在这里是一个相对的概念。“因此，在流行科学中，人们不妨用直接祖先或直接祖先来指在从鱼到人类的进化过程中处于关键位置的一些生物。希望蝾螈是迄今发现的最接近所有四足动物共同祖先的鱼，因此它有资格被称为人类的直接祖先。”鲁静说。

奇异东胜鱼艺术复原图及其脑腔重建模型

受访者提供了照片。

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鲁静以前研究过奇异的东方鱼类，这是迄今已知的最早和最原始的四足类肉鳍鱼类。如果你能看到它完整的活着，你就不会怀疑它是一条鱼，但它的下颚结构已经“先进”了，显示出早期四足动物的特征。更令人惊讶的是，当古生物学家利用高精度的X射线断层扫描和计算机三维虚拟重建技术对东胜鱼的颅腔及神经、血管等相关结构进行修复时，发现颅腔内有一个区域，可能是四足动物大脑中含有特定腺垂体结节的腔。这表明四足动物的祖先可能早在4亿年前就进化出了腺垂体结节。

腺垂体的结节听起来很奇怪，但它在调节陆地动物的昼夜节律中起着重要作用。阳光进入水体的深度有限，因此生活在水中的鱼对昼夜变化不敏感。然而，在陆地上，昼夜变化对环境有很大的影响，陆地上的生命必须适应昼夜节律甚至季节变化的节律。

奇怪的东方鱼的出现解开了古生物学家的许多谜团。事实证明，早在4亿年前，当我们的祖先还生活在水中的时候，大脑就已经进化出了一种能够提前适应陆地生命的结构，为适应陆地昼夜节律的变化奠定了基础。