人手如何從魚鰭進化而來?《自然》登出驚人照片:一條有「手」的魚

3月18日發表在《Nature》網站上的一篇論文表明，通過一塊古老的Elpistostege魚化石，研究人員揭示了人類的手是如何從魚鰭進化而來的。

這一故事發生在數百萬年前的泥盆紀末期，當魚類開始進軍淺水和陸地等棲息地時。

這一發現填補了「魚過渡到四足動物」中缺失的進化環節。

這在科學界算得上是一件大事：魚類祖先進化成四足動物——人類所屬的四足脊椎動物——是生命史上最重要的事件之一。

人類從魚進化而來

目前，考古研究和化石記錄已經表明，包括人類在內的陸生脊椎動物(即四足動物)是在三億六千萬年前從硬骨魚類中的肉鰭魚類分化而來。

在三、四億年前的遠古時代，肉鰭魚類曾有過一個相對繁盛的時期。隨著生物演化的進程，肉鰭魚類的多樣性呈減少的趨勢。

時至今日，地球上存活的肉鰭魚類僅有五個種，包括三種肺魚(非洲肺魚、南美肺魚和澳洲肺魚，它們的肺魚鰾與四足動物的肺相似) 和兩種空棘魚(非洲拉蒂瑪魚和印尼拉蒂瑪魚)。

通過進化，脊椎動物(背部有骨頭的動物)才能夠離開水，徵服陸地。為了完成這一轉變，最重要的變化之一是手和腳的進化。

神秘化石：一條有「手」的魚

Elpistostege是一種已經滅絕的四足類魚類，生活在泥盆紀晚期(晚至弗拉斯紀早期)。以往，人們曾在加拿大魁北克的Escuminac地層發現了其頭骨化石和部分脊椎骨。

這次的化石中包含一條完整的魚，大約5英尺長，是首次顯示出完整的手臂(胸鰭)骨骼。在所有已知的魚類中，第一次明確地發現手指與鰭連在一起。鰭上清晰的手指就像大多數動物的手指骨一樣。

(完整標本的背視圖。胸鰭已經在它們的位置上顯示出來了，儘管它們只在腹部可見。圖源：Nature)

手指的出現意味著Elpistostege魚已經能夠在淺水中支撐自己的重量，或者在陸地上進行短途旅行。

鰭上小骨頭數量的增加使得它有了更多的柔韌性，可以通過鰭來分散自身的重量。

研究還揭示了上臂骨或肱骨結構的其他特徵，這些特徵也顯示了早期兩棲動物共有的特徵。

來自魁北克大學的研究合著者Richard Cloutier說：「Elpistostege不一定是我們的祖先，但它是我們能找到的最接近真實的『過渡性化石』，介於魚類和四足動物之間。」

大約3.8億年前，Elpistostege是生活在魁北克河口淺海棲息地的最大的食肉動物。

它的嘴裡長著強有力的尖牙，因此它可能以同一河床中發現的幾條已滅絕的大型肉鰭魚類為食。

除了手之外，後肢的進化是另一個重要的環節。

另一種古代魚類提塔利克魚的化石之前也曾有所發現。2014年一項對化石的研究揭示了該生物具有巨大堅硬的骨盆帶，突出的髖關節以及較長的後鰭。巨大的骨盆表明，這種生物後部的附器(如動物的腿尾)已經處於向四足生物轉變的階段。

參考資料：

https://www.science20.com/news_staff/elpistostege_fish_fin_fossil_and_evolution_of_the_human_hand-246466

http://tech.ifeng.com/discovery/geography/detail_2014_01/15/33023698_0.shtml