5億多年前遠古小魚或為脊椎動物祖先

2020-11-23 中國網科學頻道

據報導,一種生活在5億多年前的無顎小魚為科學家提供了研究地球早期脊椎動物的珍貴信息。

研究人員於2014年6月11日描述了在加拿大落基山脈伯吉斯頁巖層中以及其他地方挖掘出的約100個小魚化石標本,其中許多保存完好,顯示了後來逐漸進化成顎的原始骨骼結構。

這種名為Metaspriggina的小魚生活在寒武紀時期。新發現的這些標本提供了前所未有的有關已知最早的脊椎動物的詳盡信息。

像Metaspriggina這樣的生物可能是脊椎動物的祖先。脊椎動物後來包括了有顎魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和包括人類在內的哺乳動物。

加拿大多倫多皇家安大略博物館古生物學家讓-貝爾納·卡龍說:「它讓我們了解到我們的起源,以及我們人類最遠的親緣動物可能是什麼樣子的。」

Metaspriggina沒有脊椎骨,但有一個由軟骨以及脊椎的前體物組成的頭顱,還有背部起支撐作用的「脊索」,尚不清楚它是否有魚鰭。

科學家對發現這種小魚的鰓結構尤為興奮不已,因為它讓人們了解到後來的脊椎動物的原始骨骼。

Metaspriggina有七對被稱作「鰓弓」的杆狀結構,其主要功能是過濾食物和呼吸。卡龍說,第一對鰓弓比其他幾對鰓弓更堅硬,預示著顎進化的第一步。

這項研究成果發表在《自然》雜誌上。

美國趣味科學網站6月11日報導稱,一種生活在5億多年前、身軀柔軟的魚類可能是幾乎所有現存脊椎動物的祖先,其化石保存完好得令人驚訝。

根據一項新的研究報告,這種叫做Metaspriggina的小魚擁有典型的腮結構,而這種腮結構後來進化成為有顎脊椎動物的顎骨。

該研究報告的作者之一卡龍說:「我們首次可以說,這種魚真的接近據19世紀一項現代生物研究得出的假想(脊椎動物)祖先。」

這種遠古魚類生活在距今4.93億年到5.43億年間,即寒武紀生命大爆發期間。這是生物進化史上的「宇宙大爆炸」,大部分複雜生物譜系在此期間誕生。

大約5.41億年前,寒武紀海底的泥沙可能將這種魚類掩埋起來,從而保存了諸多內部結構。卡龍說,這種魚跟在中國發現的一些化石非常接近。

卡龍說,這種遠古魚類大小相當於人類拇指,頭部扁平,頂部長著能向前或向上看的單晶眼。

他說:「單晶眼的觀察方向使它們得以看到其上部水域發生了什麼,這意味著它們很可能生活在水底。」他表示,這種眼睛也使它們能逃避當時水中的大型食肉生物。

魚化石或改寫進化史魚鰭或進化為動物後肢

美國科學家在最新一期《國家科學院學報》上發表文章說,在加拿大發現的古老魚類化石顯示,四足動物的後肢可能由魚鰭進化而來,而並非脊椎動物適應陸地生活後才出現的。

這種古老魚類名為「提塔利克魚」,生活在距今約3.75億年前。科學家們2004年在加拿大埃爾斯米爾島發現了它的化石。研究人員發現,提塔利克魚的骨盆和部分腹鰭與一些早期的四足動物類似,都有杵臼關節。

人們一直認為從魚進化到兩棲類過程中,動物使用前肢移動,後肢短小不起作用,但提塔利克魚化石證明,「這種變化(後肢)似乎在魚類時就已經出現了,」芝加哥大學研究員尼爾·舒賓說,「我們可以合理假設提塔利克魚用這巨大的腹鰭來遊泳,但它們同樣也可以用它來走路。」

提塔利克魚同時具有魚類和兩棲類的特徵,被認為是從魚類過渡到兩棲類時出現的一個物種。它有魚一樣的腮、鱗和鰭,同時有四足動物才有的脖子和肺,前鰭上甚至還有肩、肘和簡單的腕部結構。

曲靖瀟湘發現巨魚化石或顛覆脊椎動物演化史

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所朱敏團隊在12日出版的《自然·科學報告》上報導,他們在雲南曲靖地區志留紀瀟湘動物群新發現了一種硬骨魚化石——鈍齒宏頜魚,這是目前為止志留紀最大的脊椎動物,推測其體長可達1.2米。這一發現挑戰了「早泥盆世埃姆斯期以前不存在大型脊椎動物」的傳統認識,也促使人們重新思考脊椎動物的演化史。(記者齊芳)

朱敏介紹說,雖然目前只發現了鈍齒宏頜魚的兩塊下頜骨和一塊上頜骨標本,但綜合以往發現,鈍齒宏頜魚的體長應超過1米,最大的個體可能達到1.2米左右,遠超過了之前發現的所有志留紀脊椎動物。

在傳統觀點描繪的圖景中,志留紀的水域為無脊椎動物所統治,脊椎動物的鼻祖——魚類,生活在海蠍的陰影下。但瀟湘動物群提供的證據顯示,最遲在志留紀晚期,中國雲南已經存在一個欣欣向榮的魚群,而且有些魚的體型已相當碩大,「魚類時代」也許可以前推到志留紀。

「這一發現也讓我們思考大氣含氧量變化與脊椎動物演化之間的關係。」朱敏介紹,大氣中的氧氣含量與生物演化關係密切。古環境學家認為,在志留紀晚期到泥盆紀早期的時間段內,大氣含氧量有一次顯著的增高。但科學家們不能取得一致的是:這次增高的準確時間是什麼?「我們的發現將這次增高事件前推到了約4.2億年前的志留紀晚期,與古灰燼證據所顯示的氧氣含量變化模型相一致。」朱敏說:「瀟湘動物群的發現與研究將繼續大大改變我們對整個脊椎動物早期演化歷史的認識。」

奇異魚化石證實陸地哺乳動物進化論有誤

據國外媒體報導,考古學家們日前在澳大利亞西部Kimberley地區發現了一塊古代的魚化石,可塊化石可謂與眾不同,科學家們將這種魚命名為「Gogonasus」。科學家們介紹稱這塊魚化石為研究脊椎動物的進化過程提供了新的線索,它的發現將改寫近百年來沒有沒人質疑過的陸地哺乳動物的進化過程。

來自莫那大學博士研究生埃裡克·弗特茲哥亞特(音)和蒂姆·霍蘭德(音)是負責這項研究的研究小組的成員,研究小組的負責人是維多利亞博物館館長約翰·勞爾(音)博士,他們在研究中發現這一3.8億年前的化石顯示近百年來沒有人懷疑過的陸地哺乳動物進化史存在著錯誤。

弗特茲哥亞特稱,「從這塊化石上看,這種生活在3.8億年前的魚類的頭部有一個大洞,可能是用來呼吸的,同時魚身體的前部還有兩個非常強壯的魚鰭,魚鰭的周圍生長的尺骨、肱骨及橈骨,這種結構與人類手臂的骨架結構非常相似。」

來自澳大利亞一個地球科學學院的研究員菲斯傑拉德(音)稱,「這塊新化石的發現證實在遠古時期,陸地的四腳哺乳動物的進行歷史要比我們此前想像的早得多。這意味著人我們可以通過這塊化石尋找到關於陸地四腳哺乳動物進行過程的新的線索或者證據,改寫陸地哺乳動物的進化史。陸地哺乳動物的進化應該從3.8億前年就開始了,這種頭上長有用於呼吸的洞的魚應該是陸地上所有四腳哺乳動物的共同祖先。」這項研究成果已經被發表在了今天出版的最新一期的《自然》雜誌上。

菲斯傑拉德在《自然》雜誌上發表的文章中寫道,「『Gogonasus』魚化石是探索生命從水中向陸地上的四腳哺乳動物進化的一個非常重要的證據。包括恐龍、袋鼠甚至後來的人類在內的陸地生物都是從水中的動物一步步進化而來的。這塊化石也從另一個側面暗示出陸地四腳哺乳動物並不是起源於北半球,而應該是起源於位於今天的印度中部的古代大陸上,今天的澳大利亞也是這塊大陸的一部分。但是這一個推論還需要更多的實驗來證實。」

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