奇異東生魚生態復原圖 古脊椎所Brian Choo繪製
生物進化史上,從魚類到早期兩棲類動物的演化過程一直不為人所知。近期在雲南發現的一條魚類化石,證明了早在4億多年前,我們的祖先尚在水中的時候,下頜和腦部就已出現進化。這種變化對後來魚類上岸並演化成早期兩棲類動物,十分關鍵。
這項由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏研究員領導完成的研究成果,於近日刊登在英國《自然—通訊》雜誌上。
魚類最先進化的功能
可能就是適應晝夜節律
這條最古老的「四足魚」化石發現於雲南省昭通早泥盆世地層中,距今約4.09億年。中科院研究課題組將其命名為「奇異東生魚」,以紀念中國泥盆脊椎動物的早期研究者、已故著名地質學家劉東生先生。
論文的第一作者盧靜博士介紹:「在生物進化史上,從魚類到早期兩棲類動物的演化過程中,經過了基幹四足動物的階段。基幹四足動物中的一支登上陸地,衍生出最早的陸生脊椎動物,並最終演化為人類。不過這一階段化石資料奇缺。」也就是說,從魚類到基幹四足動物的過程中,究竟發生了哪些進化,此前並不清楚。
「我們的研究結果是,奇異東生魚的頭部雖然保留了很多原始的特徵,但是它的下頜已展示出典型的,甚至是非常進步的四足動物特徵,和其他四足動物支系的魚類很相近了。這表明它的下頜演化速率更快。」
「更為奇異的是,2007年,我們把它拿到澳大利亞做了一個高精度CT掃描,重新構化出它的腦腔。得到的結果是,它已經具有真正爬上陸地的四足動物的腦腔結構。這一部位,對調節陸上動物的晝夜節律,起著重要作用。」
也就是說,在上岸之前,魚類的下頜和腦部就已出現進化,並且,本來對日夜變化並不敏感的魚類,最先進化出的功能,很可能就是適應陸地上的晝夜節律。