从鱼变人分几步

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1、从鱼变入分几步鱼是怎么一步步演变成人类的，一直是令科学家好奇的问题。研 究表明，3亿多年前，一群肉鳍鱼慢慢爬上陆地，演化出如今的两栖 动物、爬行动物、鸟类和包括人类所属哺乳动物在内的四足脊椎动物。 这其中，鱼类登陆是生命演化史上的里程碑式事件。但这个过程具体是怎样的？ 一开始，鱼类是如何过渡成两栖动物 的？至今仍没有足够认识。最近，来自澳大利亚和加拿大的古生物学 家们，揭开了其中重要一环：他们发现了一种古老的螈类“希望 螈”化石，揭示了鱼鳍向人类手部的演化过程。长“手指”的鱼鱼类从水生到陆生环境的转换会遇到许多困难，其中最重要的挑 战，就是将鳍逐渐演化为有力的四肢，获得在陆地上运动的能力。希望

2、螈标本希望螈艺术复原图之前人们已经发现了一些关键化石。一个是泥盆纪晚期的提塔利 克鱼，它的鳍和鱼类祖先相比变得更小也更简单了。其胸鳍的鳍条很 不对称，科学家推测在其底部已经形成了一层“掌心肉”，并且具有骨 骼支撑，只是还没有长出明确的指骨。提塔利克鱼的鳍不足以支撑其 上陆，但可以帮助它们在水底移动。同样生活在泥盆纪晚期，被认为是“最早四足动物”的鱼石螈和棘 螈，则已经抛弃了由鳍条支撑的胸鳍和腹鳍，取而代之的是由骨骼支 撑的四肢，包括数量不等的手指（原为鳍条）。这证明它们除了能够 在水底移动，还拥有了一定的陆地移动能力。塔利克鱼复原图最早的四足动物鱼石螈，已经长出了手指。但是，在它们之间，还缺少

3、了一个关键过一一既有鳍条，又有 指骨的鱼。希望螈的出现正好弥补了这一环。承前启后的新化石在这项新研究中，研究人员对一块距今3.8亿年的泥盆纪晚期的 “希望螈”化石进行了高精度CT扫描，结果显示，这种鱼既有鳍条， 也拥有明显的指骨。在由鳍条包裹的胸鳍中，不仅可以清晰地看到肱骨、桡骨和尺骨、 腕骨和掌骨（相当于人类的大臂、小臂、手腕和手掌），还发现了两 根明确的指骨，以及三根可能存在的指骨。这一结果告诉我们，鱼类 在离开水之前，就已经有脊椎动物基本的四肢结构了。鱼石螈复原图复原的棘螈骨骼同时，经过对比发现，希望螈比提塔利克鱼更接近四足动物，填 补了鱼类向四足动物演化的重要空白。登上陆地，“手指”只

4、是一小步。 这是我们“祖先”的高光时刻。但我们不免会好奇，“鱼类变人”的全过 程是怎样的。鱼类要登上陆地，面对的不仅仅是身体移动的问题，其 他身体结构，包括呼吸、捕食，乃至繁殖行为和发育过程，都要升级 换代。如此浩大而复杂的工程，是如何实现的呢？生物学家认为，主 要经历了四个重要的身体结构变化。颌的出现在5.4亿年前的寒武纪生命大爆发中，以海口鱼、昆明鱼为代表 的早期鱼形动物没有颌，只能被动吸入（和过滤）海水中的悬浮物、 或海底泥沙中的食物碎片作为食物。在大约距今4.2亿年前的志留纪 晚期，一批鱼类的鳃弓（原为呼吸器官）向前移动，形成了上下颌。 这使得它们可以主动出击捕食。此后鱼类迅速发展，在

5、1000多万年内体型就从几十厘米增大到 几米。其中邓氏鱼（一种盾皮鱼类）的体长更是达到6米，体重超过 10吨，颌部输出的咬合力超过霸王龙！凭借一身先进”装备，鱼类将 无脊椎动物赶下宝座，成为海洋新霸主。从软骨变硬骨鱼类在海洋中称霸之后，即开始了更加激烈的内部竞争。盾皮鱼 类逐渐演化成两大类群软骨鱼和硬骨鱼。前者骨骼中碳酸钙含量 较低，是现生鲨鱼、鳐鱼等水生动物的祖先。而硬骨鱼的骨骼中碳酸 钙含量高，全身骨头变硬，使其能够支撑起体重，为以后登陆提供了 基础。四肢的出现希望螈胸鳍骨骼与人类上肢骨骼对比，图中红色为确认的指骨。硬骨鱼中的一个支系肉鳍鱼类，开始了更大胆的“尝试”。它 们的鱼鳍不再是简单

6、的鳍条，而是生长着骨骼，并在外面包裹着一层 肌肉，能够为其在水底移动提供动力的肌肉。为了摆脱竞争日益激烈 的海洋，一些肉鳍鱼开始向内陆的淡水环境迁徙。最早的四足动物鱼石螈，已经长出了手指。与海洋相比，淡水河湖的水量受季节影响，变化很大。在雨季里， 低洼的蕨类森林底层被水浸没，植物的根系和倒沉的枝干使水底形貌 更复杂，这时，肉鳍鱼强壮的身体和肉鳍就能大显身手，在淤堵的水 下为自己开路，四处游走。当枯水季来临，水塘萎缩干涸，它们又可 以蹒跚地爬过浅滩，进入更深的水体，避免被晒成鱼干。在这个过程 中，它们的肉鳍越来越强壮和复杂，最终演化成了四肢，可以支持它 们在陆地上移动。呼吸系统的升级鱼类从水中到

7、陆地上，还需要解决如何从空气中吸氧的问题。这 全仰赖内鼻孔和肺组成的“陆生呼吸系统”的形成。其实早期的鱼类就 可以使用体表的皮肤、咽喉和肠壁的粘膜等来辅助呼吸，之后，有些 鱼类将消化道的一部分扩充变大，用来储存空气，这就是原始的鱼鳔。肉鳍鱼在频繁使用鱼鳔辅助呼吸的过程中，不断强化它的功能，最终 形成了肺部。而要想将空气送入肺部，还需要形成相关通道。肉鳍鱼 类口腔的一些骨骼组成了鼻腔和口腔之间的通道，这就是内鼻孔。从 此之后当它们嘴巴闭合或进食的时候，内鼻孔就成为呼吸的唯一通道。在陆地上繁荣昌盛关于鱼类为什么要登上陆地，科学家们推测，环境压力是驱使鱼 从水里迁移到岸上的主要原因。泥盆纪末期的海洋

8、，是一个竞争异常 激烈的环境，反观陆地上却是一片生机盎然的乐土：郁郁葱葱的植物 铺满大地，其间生活着大量节肢动物。竞争压力和食物的吸引，使得 鱼类涉足陆地，演化成布满粘液、笨拙地拖曳着沉重身体在浅沼泥污 中艰难爬行的两栖动物。然而仅仅登陆并不能满足这些四足动物的野心。要想深入探索这 片广袤的大地，还要解决一个难题：由于缺乏外部的保水措施，两栖 动物的卵无法脱离水或者潮湿的环境孵化繁殖。在生存压力之下，一些四足动物演化出了拥有坚硬外壳的卵，于 是，世界上第一枚“蛋”诞生了！这种被称为羊膜卵的生殖方式，为胚 胎创造了一个封闭的环境，可以提供其生长所需的养分和水分。摆脱 了水环境对生殖的束缚，四足动

9、物开始进军沙漠和其他干旱地区，最 终遍布全球，征服陆地。而后，这些羊膜卵四足动物演化出两个主要 支系蜥形纲和合弓纲。前者包括现生爬行动物及其祖先；鱼龙、 翼龙等叱咤中生代海洋和天空的灭绝动物；还有大家熟悉的明星 恐龙及它的鸟类后裔。后者就是我们哺乳动物的祖先类群。它们曾在 二叠纪到三叠纪早期先于恐龙统治着整个大陆，后来由于二叠纪大灭 绝和三叠纪晚期大灭绝事件的连续打击，日渐式微，被蜥形纲夺去统 治地位。虽然只能缩小体型战战兢兢地生活在恐龙的阴影之下，但我们的 祖先没有放弃努力。它们不断强化自身本领，陆续演化出哺乳、胎生、 热血等特征，等待着时机到来。邓氏鱼复原图现生肉鳍鱼拉蒂迈鱼，它们的鱼鳍中

10、长着骨头，并被肌肉包裹。6600万年前一颗小行星撞击地球，结束了以恐龙为代表的蜥形 纲的统治，空出的生态位被哺乳动物迅速填补。此后的6000多万年 里，哺乳动物不断演化，逐步占领了世界。再之后，700万年前的非 洲东部，灵长类动物中的一支古猿与黑猩猩在演化路上分道扬镰， 它们跳下树冠，学会了直立行走、制造并使用工具和使用火。最终，在200万到1万年前，这些原始人类走出非洲，迁徙到全 球各地，演化成了手拿手机、书本，眼瞪屏幕、书页的我们。我们都是一条鱼最后回到一个老问题：新发现的希望螈，是我们的直系祖先吗？ 很遗憾，这个问题目前是无法回答的。尽管我们已经发现了很多鱼类 向两栖动物过渡的化石，但它

11、们是否是人类的直系祖先，还存在着很 大争议。从化石上看，许多现生四足动物普遍具有的结构，在这些化石中 都没有发现。比如，大部分现生四足动物每只手都有5根手指，而希 望螈，显然有更多手指，后面的鱼石螈，则每只手有67根指骨， 棘螈甚至有8根。而在它们之后，石炭纪早期的引螈等两栖动物，都 是5根指头。鉴于鱼石螈和引螈之间存在1500万年的四足动物化石 的空白期（被称为柔默空缺），想要还原鱼类登陆的过程，只能等待 更多化石的发现。恐龙时代，蜥形纲一片鼎盛，我们的祖先（合弓纲）瑟缩着生活 其间。不过，我们需要理解的是：纠结“直系祖先”这个问题，其实也是 没有意义的。生命演化是极其复杂、精细的过程，而化石记录相对极 为稀少并且不连贯，因此严格意义上的直系祖先是很难找到的。我们 能找到的可能永远只是近或“表亲”。但是这些亲戚总是有一些在形 态和亲缘关系上，都非常接近我们的直系祖先。通过它们完全不妨碍 我们还原直系祖先的特征。由于希望螈是目前找到的最接近所有四足动物共同祖先的鱼，因 此，它可能是我们的直系祖先，也可能不是，但它一定是迄今发现最 像我们直系祖先的生物。通过它，我们又对祖先的特征多了一些认知。时间不停，演化不息，可以非常肯定地说，我们就是一条鱼，一 条“超级改进版”的肉鳍鱼。我们正在用“腹鳍”四处行走，用“胸鳍”拿着 手机不断滑动。